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WO2019231212A1 - 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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Publication number
WO2019231212A1
WO2019231212A1 PCT/KR2019/006383 KR2019006383W WO2019231212A1 WO 2019231212 A1 WO2019231212 A1 WO 2019231212A1 KR 2019006383 W KR2019006383 W KR 2019006383W WO 2019231212 A1 WO2019231212 A1 WO 2019231212A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
carbon atoms
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2019/006383
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정민우
이동훈
장분재
이정하
한수진
박슬찬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
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 LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority to CN201980011994.8A priority Critical patent/CN111683947B/zh
Publication of WO2019231212A1 publication Critical patent/WO2019231212A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D413/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D413/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing three or more hetero rings
    • 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
    • H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present specification relates to a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic light emitting device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often made of a multi-layered structure composed of different materials to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • the present specification provides a heterocyclic compound and an organic light emitting device including the same.
  • X1 to X3 are the same as or different from each other, and each independently N or CH
  • At least one of X1 to X3 is N,
  • Z is O or S
  • R1 and R2 are the same as or different from each other, and each independently, hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitrile group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted Substituted carbonyl group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted phosphine oxide group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted aryloxy group, or substituted Or an unsubstituted heteroaryl group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group,
  • L is a straight bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group,
  • Y is a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group
  • a is an integer from 0 to 5
  • b is an integer from 0 to 4,
  • R1 is the same as or different from each other
  • the R2s are the same as or different from each other.
  • the present specification is a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic light emitting device including one or two or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein one or more layers of the organic material layers include the heterocyclic compound. .
  • the heterocyclic compound according to the exemplary embodiment of the present specification may be used as a material of the organic material layer of the organic light emitting device, and by using the same, it is possible to improve efficiency, low driving voltage, and / or lifespan characteristics in the organic light emitting device.
  • FIG. 1 illustrates an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 2 illustrates an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the present specification provides a heterocyclic compound represented by Chemical Formula 1.
  • substituted means that a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the position to be substituted is not limited to a position where the hydrogen atom is substituted, that is, a position where a substituent can be substituted, if two or more substituted , Two or more substituents may be the same or different from each other.
  • substituted or unsubstituted is deuterium; Nitrile group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted silyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; And it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or two or more of the substituents exemplified above are substituted with a substituent, or means that do not have any substituents.
  • a substituent to which two or more substituents are linked may be an aryl group substituted with an aryl group, an aryl group substituted with a heteroaryl group, a heterocyclic group substituted with an aryl group, an aryl group substituted with an alkyl group, or the like.
  • the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.
  • carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C30. Specifically, it is preferable that it is C1-C20. More specifically, it is preferable that it is C1-C10.
  • the alkenyl group may be linear or branched chain, the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 30. More specifically, it is preferable that it is C2-C20.
  • Specific examples include vinyl groups; 1-propenyl group; Isopropenyl group; 1-butenyl group; 2-butenyl group; 3-butenyl group; 1-pentenyl group; 2-pentenyl group; 3-pentenyl group; 3-methyl-1-butenyl group; 1,3-butadienyl group; Allyl group; 1-phenylvinyl-1-yl group; 2-phenylvinyl-1-yl group; 2,2-diphenylvinyl-1-yl group; 2-phenyl-2- (naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl group; 2, 2-bis (diphenyl- 1-yl) vinyl- 1-yl group; Stilbenyl group; Styrenyl group and the like, but is not limited thereto.
  • the alkynyl group may be linear or branched, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 30. More specifically, it is preferable that it is C2-C20.
  • the phosphine oxide group is specifically a diphenylphosphine oxide group; And dinaphthylphosphine oxide groups, but are not limited thereto.
  • the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-o
  • the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the aryl group is not particularly limited, but preferably has 6 to 30 carbon atoms, and the aryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • the aryl group is a monocyclic aryl group
  • carbon number is not particularly limited, but is preferably 6 to 30 carbon atoms.
  • the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.
  • Carbon number is not particularly limited when the aryl group is a polycyclic aryl group. It is preferable that it is C10-30.
  • the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, triphenyl group, pyrenyl group, penalenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, etc., but is not limited thereto. no.
  • the fluorenyl group may be substituted, and adjacent groups may combine with each other to form a ring.
  • the aryl group in the aryloxy group is the same as the example of the aryl group described above.
  • the heteroaryl group includes one or more atoms other than carbon and heteroatoms, and specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se, and S, and the like. Although carbon number is not particularly limited, it is preferably 2 to 30 carbon atoms, the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic.
  • heterocyclic group examples include thiophene group, furanyl group, pyrrole group, imidazolyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazinyl group, tria Sleepyl group, acridil group, pyridazinyl group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazolinyl group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group , Isoquinolinyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzocarbazolyl group, benzothiophene
  • the arylene group is the same as the definition of the aryl group, except that the arylene group.
  • heteroarylene group is the same as the definition of the heteroaryl group, except that it is divalent.
  • Formula 1 is represented by any one of the following formula (2) and formula (3).
  • X1 to X3, L, Y, Ar1, Ar2, R1, R2, a and b are the same as defined in Formula 1.
  • X1 is N
  • X2 and X3 are CH.
  • X2 is N
  • X1 and X3 are CH.
  • X3 is N, and X1 and X2 are CH.
  • X1 and X2 are N, and X3 is CH.
  • X1 and X3 are N, and X2 is CH.
  • X2 and X3 are N, and X2 is CH.
  • X1 to X3 is N.
  • R1 and R2 are hydrogen.
  • Y is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms.
  • Y is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a substituted or unsubstituted heteroaryl group containing any one or more of N, O, and S having 3 to 30 carbon atoms.
  • Y is an aryl group; Or a heteroaryl group,
  • the aryl group; Or a heteroaryl group is unsubstituted or substituted with deuterium, a nitrile group, a halogen group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or a substituted or unsubstituted phosphine oxide group do.
  • Y is an aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms,
  • the aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Or a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms is deuterium, a nitrile group, a halogen group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or a substituted or unsubstituted phosphine oxide. Substituted or unsubstituted with a group.
  • Y is a phenyl group; Biphenyl group; Naphthyl group; Terphenyl group; Triphenylene group; Phenanthrene group; Fluoranthene group; Benzoxazole group; Benzothiazole group; Benzofury pyrimidine group; Benzothienopyrimidine group; Phosphine oxide groups; Pyridine group; Pyrimidine groups; Triazine group,
  • Y is a monocyclic aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Polycyclic aryl groups having 10 to 30 carbon atoms; Monocyclic heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms or polycyclic heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms,
  • the monocyclic aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Polycyclic aryl groups having 10 to 30 carbon atoms; Monocyclic heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms or polycyclic heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms is deuterium, nitrile group, halogen group, alkyl group having 1 to 10 carbon atoms unsubstituted or substituted, substituted or unsubstituted C 6 Substituted or unsubstituted aryl group of 30 to 30, substituted or unsubstituted heteroaryl group containing any one or more of N, O or S having 3 to 30 carbon atoms, or a phosphine oxide group unsubstituted or substituted with an alkyl group or an aryl group do.
  • Y is a phenyl group unsubstituted or substituted with a nitrile group, triphenylmethyl group, naphthyl group, phenylnaphthyl group, triphenylsilyl group, or trimethylsilyl group; Naphthyl group; Biphenyl group; Phenanthrene group; Terphenyl group; Triphenylene group; Fluoranthene group; Benzoxazole group; Benzothiazole group; A benzopuropyrimidine group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A benzothienopyrimidine group unsubstituted or substituted with a phenyl group; Phosphine oxide groups substituted with phenyl groups; A pyridine group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A pyrimidine group unsubstituted or substituted with a phenyl group; A pyrimidine group unsubsti
  • Y may be any one selected from the following substituents.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms to be.
  • Ar1 and Ar2 are the same as each other, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as each other, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as each other, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are different from each other, each independently represent a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted monocyclic aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted polycyclic polycyclic group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenyl group; Naphthyl group; Terphenyl group; Fluorene group; Spirobifluorene group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Carbazole groups; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Benzonaphthofuran group; Or a benzonaphthothiophene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenyl group; Naphthyl group; Terphenyl group; Fluorene group; Spirobifluorene group; Phenanthrene group; Triphenylene group; Carbazole groups; Dibenzofuran group; Dibenzothiophene group; Benzonaphthofuran group; Or a benzonaphthothiophene group,
  • Ar1 and Ar2 are the same as or different from each other, and each independently a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Phenanthrene group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with a phenyl group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • Ar1 is a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Phenanthrene group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with a phenyl group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • Ar2 is a phenyl group; Biphenyl group; Terphenyl group; Naphthyl group; Phenanthrene group; Carbazole groups unsubstituted or substituted with a phenyl group; Dibenzofuran group; Or a dibenzothiophene group.
  • L is a direct bond, or a substituted or unsubstituted arylene group.
  • L is a direct bond, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L is a direct bond or a monocyclic substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 carbon atoms.
  • L is a direct bond, or a polycyclic substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 30 carbon atoms.
  • L is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, a substituted or unsubstituted bivalent biphenyl group, a substituted or unsubstituted divalent terphenyl group, substituted Or an unsubstituted divalent quarterphenyl group, a substituted or unsubstituted divalent fluorene group, a substituted or unsubstituted divalent anthracene group, a substituted or unsubstituted divalent pyrene group, a substituted or unsubstituted divalent triphenylene group Or a substituted or unsubstituted divalent phenanthrene group.
  • L is a phenylene group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a naphthylene group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms A substituted or unsubstituted bivalent biphenyl group, a divalent terphenyl group substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent quarterphenyl group unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms A divalent fluorene group unsubstituted or substituted with a divalent anthracene group substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent pyrene group unsubstituted or
  • L is a phenylene group, naphthylene group, divalent biphenyl group, divalent terphenyl group, divalent quarterphenyl group, divalent fluorene unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms Group, a bivalent anthracene group, a bivalent pyrene group, a bivalent triphenylene group, or a bivalent phenanthrene group.
  • L may be represented by the following substituents.
  • L is a direct bond
  • L is a phenylene group.
  • L is a divalent naphthyl group.
  • heterocyclic compound of Formula 1 may be represented by the following structural formula.
  • the organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a first electrode; A second electrode provided to face the first electrode; And an organic light emitting device including one or two or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode, wherein one or more of the organic material layers may include the aforementioned heterocyclic compound.
  • the structure of the organic light emitting device of the present invention may have a structure as shown in FIG. 1, but is not limited thereto.
  • FIG. 1 illustrates a structure of an organic light emitting device in which a first electrode 2, an organic material layer 3, and a second electrode 4 are sequentially stacked on a substrate 1.
  • the first electrode 2 the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, the electron blocking layer 7, the light emitting layer 8, the electron transport layer 9, and the electron injection layer
  • the structure of the organic light emitting device in which 10) and the second electrode 4 are sequentially stacked is illustrated.
  • the compound of the present invention may be included in a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and preferably may be included in a light emitting layer.
  • 1 and 2 illustrate an organic light emitting device and are not limited thereto.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the heterocyclic compound.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a host and a dopant in a mass ratio of 90:10 to 50:50.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a host and a dopant in a mass ratio of 90:10 to 60:40.
  • the organic light emitting device of the present invention includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes a host and a dopant in a mass ratio of 90:10 to 80:20.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the heterocyclic compound as a host.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include an additional host.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include an organic compound as an additional host.
  • the organic material layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer may include a carbazole derivative as an additional host.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a bicarbazole compound as an additional host.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a compound of Formula X as an additional host.
  • Ax and Ay are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group,
  • Rx and Ry are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitrile group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted Substituted carbonyl group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted phosphine oxide group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted aryloxy group, or substituted or Unsubstituted heteroaryl group,
  • x and y are each an integer of 0 to 7,
  • Ax and Ay are the same as or different from each other, and each independently an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Ax and Ay are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, an anthracene group, a phenanthrene group, a triphenylene group, a fluorene group, or a pyrene group.
  • Ax and Ay are the same as or different from each other, and are each independently a phenyl group or a biphenyl group.
  • Rx and Ry are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitrile group, or a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • Rx and Ry are hydrogen.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include an additional dopant.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a fluorescent dopant.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a phosphorescent dopant.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a metal complex as a dopant.
  • the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include an iridium-based dopant.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, or a hole injection and transport layer, and the hole injection layer, the hole transport layer, or the hole injection and transport layer may include the heterocyclic compound. have.
  • the organic material layer may include an electron injection layer, an electron transport layer, or an electron injection and transport layer, and the electron injection layer, an electron transport layer, or an electron injection and transport layer may include the heterocyclic compound. have.
  • the organic material layer may include an electron blocking layer or a hole blocking layer, and the electron blocking layer or the hole blocking layer may include the heterocyclic compound.
  • the organic light emitting device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type according to a material used.
  • 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (50.0 g, 187 mmol) and (2-chloro-3-fluorophenyl) boronic acid (48.9 g, 280 mmol) in a nitrogen atmosphere was added to 400 ml of tetrahydrofuran and stirred and refluxed. Thereafter, potassium carbonate (77.6 g, 561 mmol) was dissolved in 210 ml of water, stirred sufficiently, and then tetrakistriphenyl-phosphinopalladium (6.5 g, 3 mol%) was added thereto.
  • Compound 2 (10.6 g, 71%) was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 1, except that 1-bromonaphthalene was used instead of 2-bromobenzene.
  • Compound 3 (8.6 g, 55%) was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 1, except that 4-bromobiphenyl was used instead of 2-bromobenzene.
  • Compound 5 (10.2 g, 63%) was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 1, except that 9-bromophenanthrene was used instead of 2-bromobenzene.
  • Compound 8 (6.3 g, 44%) was synthesized in the same manner as in the preparation of Compound 1, except that 3-bromobenzonatrile was used instead of 2-bromobenzene.
  • the glass substrate coated with ITO (indium tin oxide) having a thickness of 1,300 kPa was put in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically cleaned.
  • ITO indium tin oxide
  • Fischer Co. was used as a detergent
  • distilled water was filtered secondly as a filter of Millipore Co. as a distilled water.
  • ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes.
  • ultrasonic washing with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, methanol dried and transported to a plasma cleaner.
  • the substrate was cleaned for 5 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • the hole injection layer was formed by thermally vacuum depositing the following HI-1 compound to a thickness of 50 kPa on the prepared ITO transparent electrode.
  • a hole transport layer was formed by thermal vacuum deposition of the following HT-1 compound to a thickness of 250 GPa on the hole injection layer, and an electron blocking layer was formed by vacuum deposition of the following HT-2 compound to 50 GPa on the HT-1 deposition film.
  • ET-1 compound was vacuum deposited to a thickness of 250 kPa on the light emitting layer to form an electron transport layer
  • the following ET-2 compound and Li were vacuum deposited on the electron transport layer at a weight ratio of 98: 2 to form an electron injection layer having a thickness of 100 kW.
  • Aluminum was deposited to a thickness of 1000 ⁇ on the electron injection layer to form a cathode.
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.4 ⁇ 0.7 ⁇ / sec
  • the aluminum was maintained at the deposition rate of 2 ⁇ / sec
  • the vacuum during deposition was maintained at 1 ⁇ 10 -7 ⁇ 5 ⁇ 10 -8 torr It was.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1 except for using the compound described in Table 1 below instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Experimental Example 1 except for using the compound described in Table 1 below instead of compound 1 in Experimental Example 1.
  • the compounds of CE1 to CE3 in Table 1 are as follows.
  • the organic light emitting diode was measured voltage and efficiency at a current density of 10mA / cm 2 , the lifetime was measured at a current density of 50mA / cm 2 and the results are shown in Table 1 below.
  • LT95 means a time of 95% of the initial luminance.
  • the compounds of the present invention showed lower voltage, higher efficiency and longer life compared to CE1 without the dibenzofuran core,
  • N-containing monocyclic ring such as CE2
  • binds to position 2 of dibenzofuran it showed lower efficiency and significantly shorter lifespan than Experimental Examples 1 to 9 using the compound of the present invention. Even when there is no short life compared to Experimental Examples 1 to 9.
  • the compound of the present invention When the compound of the present invention is used as a light emitting layer material, it was confirmed that exhibits excellent efficiency and lifespan as compared to the comparative experiment. It is believed that the electron stability is increased by substituting benzothiazole at the 8 position while replacing hydrogen using the aryl and hetero aryl groups at the 6 position of the dibenzofuran substituent.

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Abstract

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

Description

헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
본 발명은 2018년 5월 29일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2018-0061010호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서는 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019006383-appb-I000001
상기 화학식 1에 있어서,
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이며
X1 내지 X3 중 어느 하나 이상은 N이고,
Z는 O 또는 S이고,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 카보닐기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Ar1 및 Ar2은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
L은 직절결합, 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Y는 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
a는 0 내지 5의 정수이고,
b는 0 내지 4의 정수이고,
상기 a가 복수일 때, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
상기 b가 복수일 때, 상기 R2는 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 헤테로고리 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성의 향상이 가능하다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자를 도시한 것이다.
[부호의 설명]
1: 기판
2: 제1 전극
3: 유기물층
4: 제2 전극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자저지층
8: 발광층
9: 전자수송층
10: 전자주입층
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리 화합물을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치, 즉 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 아릴기로 치환된 아릴기, 헤테로아릴기로 치환된 아릴기, 아릴기로 치환된 헤테로고리기, 알킬기로 치환된 아릴기 등일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 더 구체적으로 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시기; 에톡시기; n-프로폭시기; 이소프로폭시기; i-프로필옥시기; n-부톡시기; 이소부톡시기; tert-부톡시기; sec-부톡시기; n-펜틸옥시기; 네오펜틸옥시기; 이소펜틸옥시기; n-헥실옥시기; 3,3-디메틸부틸옥시기; 2-에틸부틸옥시기; n-옥틸옥시기; n-노닐옥시기; n-데실옥시기; 벤질옥시기; p-메틸벤질옥시기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 더 구체적으로는 탄소수 2 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐기; 1-프로페닐기; 이소프로페닐기; 1-부테닐기; 2-부테닐기; 3-부테닐기; 1-펜테닐기; 2-펜테닐기; 3-펜테닐기; 3-메틸-1-부테닐기; 1,3-부타디에닐기; 알릴기; 1-페닐비닐-1-일기; 2-페닐비닐-1-일기; 2,2-디페닐비닐-1-일기; 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일기; 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일기; 스틸베닐기; 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알키닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 더 구체적으로는 탄소수 2 내지 20인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기; 디나프틸포스핀옥사이드기 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 파이레닐기, 페날레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 상기 아릴기의 정의와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 2가인 점을 제외하고, 상기 헤테로아릴기의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 및 화학식 3 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2019006383-appb-I000002
[화학식 3]
Figure PCTKR2019006383-appb-I000003
상기 화학식 2 및 3에 있어서, 상기 X1 내지 X3, L, Y, Ar1, Ar2, R1, R2, a 및 b는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1은 N이고, 상기 X2 및 X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X2는 N이고, 상기 X1 및 X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X3은 N이고, 상기 X1 및 X2는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X2는 N이고, 상기 X3은 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 및 X3은 N이고, 상기 X2는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X2 및 X3은 N이고, 상기 X2는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1 내지 X3은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 N, O, 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 아릴기; 또는 헤테로아릴기이고,
상기 아릴기; 또는 헤테로아릴기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이고,
상기 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 트리페닐렌기; 페난트렌기; 플루오란텐기; 벤조옥사졸기; 벤조티아졸기; 벤조퓨로피리미딘기; 벤조티에노피리미딘기; 포스핀옥사이드기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기이고,
상기 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 트리페닐렌기; 페난트렌기; 플루오란텐기; 벤조옥사졸기; 벤조티아졸기; 벤조퓨로피리미딘기; 벤조티에노피리미딘기; 포스핀옥사이드기; 피리딘기; 피리미딘기; 트리아진기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 탄소수 6 내지 30의 단환의 아릴기; 탄소수 10 내지 30의 다환의 아릴기; 탄소수 3 내지 30의 단환의 헤테로아릴기 또는 탄소수 3 내지 30의 다환의 헤테로아릴기이고,
상기 탄소수 6 내지 30의 단환의 아릴기; 탄소수 10 내지 30의 다환의 아릴기; 탄소수 3 내지 30의 단환의 헤테로아릴기 또는 탄소수 3 내지 30의 다환의 헤테로아릴기는 중수소, 니트릴기, 할로겐기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 N, O 또는 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 헤테로아릴기, 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 니트릴기, 트리페닐메틸기, 나프틸기, 페닐나프틸기, 트리페닐실릴기, 또는 트리메틸실릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 나프틸기; 비페닐기; 페난트렌기; 터페닐기; 트리페닐렌기; 플루오란텐기; 벤조옥사졸기; 벤조티아졸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨로피리미딘기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 벤조티에노피리미딘기; 페닐기로 치환된 포스핀옥사이드기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리딘기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Y는 하기 치환기들 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2019006383-appb-I000004
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같고, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같고, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같고, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 다환의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환의 헤테로아릴기또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 다환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 플루오렌기; 스피로비플루오렌기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기이고,
상기 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 플루오렌기; 스피로비플루오렌기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기는 중수소; 할로겐기; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 플루오렌기; 스피로비플루오렌기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기이고,
상기 페닐기; 비페닐기; 나프틸기; 터페닐기; 플루오렌기; 스피로비플루오렌기; 페난트렌기; 트리페닐렌기; 카바졸기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 벤조나프토퓨란기; 또는 벤조나프토티오펜기는 중수소; 페닐기; 나프틸기; 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1는 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2는 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트렌기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 카바졸기; 디벤조퓨란기; 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합, 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합, 또는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합, 또는 탄소수 6 내지 30의 단환의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합, 또는 탄소수 10 내지 30의 다환의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 2가의 비페닐기, 치환 또는 비치환된 2가의 터페닐기, 치환 또는 비치환된 2가의 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기, 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기, 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기, 치환 또는 비치환된 2가의 트리페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 비페닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 터페닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 쿼터페닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 트리페닐렌기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 페닐렌기, 나프틸렌기, 2가의 비페닐기, 2가의 터페닐기, 2가의 쿼터페닐기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기, 2가의 안트라센기, 2가의 파이렌기, 2가의 트리페닐렌기, 또는 2가의 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 하기 치환기들로 표시될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L은 2가의 나프틸기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2019006383-appb-I000005
Figure PCTKR2019006383-appb-I000006
Figure PCTKR2019006383-appb-I000007
Figure PCTKR2019006383-appb-I000008
Figure PCTKR2019006383-appb-I000009
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 유기물층(3), 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.
도 2에는 기판(1) 위에 제1 전극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 전자저지층(7), 발광층(8), 전자수송층(9), 전자주입층(10) 및 제2 전극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 본 발명의 화합물은 특히 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층에 포함될 수 있고, 바람직하게는 발광층에 포함될 수 있다.
상기 도 1 및 2는 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 90:10 내지 50:50의 질량비로 포함한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 90:10 내지 60:40의 질량비로 포함한다.
본 발명의 유기 발광 소자는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 호스트와 도펀트를 90:10 내지 80:20의 질량비로 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 호스트로 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 추가의 호스트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 유기화합물을 추가의 호스트로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 카바졸 유도체를 추가의 호스트로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 비카바졸 화합물을 추가의 호스트로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 X의 화합물을 추가의 호스트로 포함할 수 있다.
[화학식 X]
Figure PCTKR2019006383-appb-I000010
상기 화학식 X에 있어서,
Ax 및 Ay는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이고,
Rx 및 Ry는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 카보닐기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
x 및 y는 각각 0 내지 7의 정수이고,
x 및 y가 각각 복수일 때, 괄호안의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ax 및 Ay는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ax 및 Ay는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 안트라센기, 페난트렌기, 트리페닐렌기, 플루오렌기 또는 파이렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ax 및 Ay는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기 또는 비페닐기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx 및 Ry는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Rx 및 Ry는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 추가의 도펀트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 형광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 금속착체를 도펀트로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 이리듐계 도펀트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입 및 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 또는 전자 주입 및 수송층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층, 또는 정공저지층을 포함하고, 상기 전자저지층, 또는 정공저지층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
상기 화학식 1의 헤테로고리 화합물의 제조방법 및 이들을 이용한 유기 발광 소자의 제조는 이하의 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
하기 제조방법에서 치환기의 종류 및 치환위치를 달리하여 본 명세서에 기재된 모든 화합물을 제조할 수 있다.
[ 제조예 ]
제조예 1: 화합물 1A 내지 1G의 제조
1) 화합물 1A의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000011
질소 분위기에서 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (50.0 g, 187 mmol)와 (2-클로로-3-플루오로페닐)보론산 (48.9 g, 280 mmol)를 테트라하이드로퓨란 400 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(77.6 g, 561 mmol)를 물 210 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(6.5 g, 3 mol%)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 유기층과 물층을 분리한 후 유기층을 감압 증류하였다. 증류물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 건조한 후 에틸아세테이트 재결정을 통해 화합물 1A(52.1 g, 77%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 362
2) 화합물 1B의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000012
질소 분위기에서 화합물1A (52.1 g, 144 mmol)와 (3-클로로-2-히드록시페닐)보론산 (37.6 g, 216 mmol)를 테트라하이드로퓨란 400 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(77.6 g, 561 mmol)를 물 210 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(6.5 g, 3 mol%)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 유기층과 물층을 분리한 후 유기층을 감압 증류하였다. 증류물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 건조한 후 헥산과 에틸아세테이트 컬럼을 통해 화합물 1B(32.0 g, 49%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 454
3) 화합물 1C의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000013
질소 분위기에서 화합물1B (32.0 g, 144 mmol)를 클로로포름 300ml에 녹여 투입하고 0℃에서 충분히 교반 한후 N-브로모석시드이미드(11.8g, 71 mmol)를 부분적으로 천천히 적가하였다. 서서히 상온으로 승온 한 후 1시간 반응 후 물을 투입하여 반응을 종결하였다. 이후 물과 싸이오황산 나트륨 용액을 이용하여 각각 2회 추출한 후 유기층을 감압 증류하였다. 증류물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 건조한 후 에틸아세테이트 재결정을 통해 화합물 1C(31.9 g, 85%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 532
4) 화합물 1D의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000014
질소 분위기에서 화합물 1C(31.9 g, 60 mmol)을 다이메틸로픔아마이드 200 ml에 넣고 교반하였다. 이후 포타슘카보네이트(16.6 g, 120 mmol)를 투입한 후 환류하였다. 2시간 후 상온으로 온도를 낮추고 여과하였다. 여과물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 감압증류 후 에틸 아세테이트를 이용해 재결정하였다. 생성된 고체를 여과 후 건조하여 화합물 1D(21.8 g, 71%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 512
5) 화합물 1E의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000015
질소 분위기에서 중간체 1D(21.8 g, 43 mmol), 비스(피나콜라토)다이보론(11.9g, 47mmol) 및 아세트산칼륨(17.7 g, 128 mmol)을 섞고, 디옥산 300 ml에 첨가하고 교반하면서 가열하였다. 환류되는 상태에서 비스(디벤질리딘아세톤)팔라듐(0.7 g, 1.3 mmol)과 트리사이클로헥실포스핀(0.7 g, 2.6 mmol)을 넣고 3시간 동안 가열, 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액에 물을 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 화합물 1E(21.4g, 80%)를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 602
6) 화합물 1F의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000016
질소 분위기에서 화합물 1E (21.4 g, 38 mmol)와 2-클로로벤조[d]티아졸 (7.2 g, 42 mmol)를 테트라하이드로퓨란 200 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(15.9 g, 115 mmol)를 물 50 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(1.3 g, 3 mol%)을 투입하였다. 4시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 유기층과 물층을 분리한 후 유기층을 감압 증류하였다. 증류물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 건조한 후 에틸아세테이트 재결정을 통해 화합물 1F(15.1 g, 70%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 567
7) 화합물 1G의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000017
질소 분위기에서 중간체 1F(15.1 g, 27 mmol), 비스(피나콜라토)다이보론(7.5g, 29mmol) 및 아세트산칼륨(11.1 g, 80 mmol)을 섞고, 디옥산 200 ml에 첨가하고 교반하면서 가열하였다. 환류되는 상태에서 비스(디벤질리딘아세톤)팔라듐(0.5 g, 0.8 mmol)과 트리사이클로헥실포스핀(0.5 g, 1.6 mmol)을 넣고 6시간 동안 가열, 교반하였다. 반응 종료 후, 상온으로 온도를 낮춘 후 여과하였다. 여과액에 물을 붓고 클로로포름으로 추출하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하였다. 감압 증류 후 에탄올로 재결정하여 화합물 1G(16.0g, 91%)를 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 659
제조예 2: 화합물 1 내지 9의 제조
1) 화합물 1의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000018
질소 분위기에서 화합물 1G (15.0 g, 23 mmol)와 2-브로모벤젠 (3.9 g, 25 mmol)를 테트라하이드로퓨란 200 ml에 넣고 교반 및 환류하였다. 이 후 포타슘카보네이트(9.4 g, 68 mmol)를 물 20 ml에 녹여 투입하고 충분히 교반한 후 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐(0.8 g, 3 mol%)을 투입하였다. 12시간 반응 후 상온으로 온도를 낮추고 유기층과 물층을 분리한 후 유기층을 감압 증류하였다. 증류물을 클로로포름과 물로 추출한 후 유기층을 황산마그네슘을 이용해 건조하였다. 이후 유기층을 건조한 후 에틸아세테이트 재결정을 통해 화합물 1(8.7 g, 63%)을 제조하였다.
MS: [M+H]+ = 608
2) 화합물 2의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000019
2-브로모벤젠 대신 1-브로모나프탈렌을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 2(10.6g, 71%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 659
3) 화합물 3의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000020
2-브로모벤젠 대신 4-브로모바이페닐을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 3(8.6g, 55%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 685
4) 화합물 4의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000021
2-브로모벤젠 대신 3-브로모바이페닐을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 4(4.7g, 30%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 685
5) 화합물 5의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000022
2-브로모벤젠 대신 9-브로모페난트렌을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 5(10.2g, 63%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 709
6) 화합물 6의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000023
2-브로모벤젠 대신 2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 6(10.3g, 59%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 765
7) 화합물 7의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000024
2-브로모벤젠 대신 2-클로로벤조[d]티아졸을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 7(12.3g, 81%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 666
8) 화합물 8의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000025
2-브로모벤젠 대신 3-브로모벤조나트릴을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 8(6.3g, 44%)을 합성하였다.
MS: [M+H]+ = 634
9) 화합물 9의 제조
Figure PCTKR2019006383-appb-I000026
2-브로모벤젠 대신 2-클로로-4-페닐벤조티오[3,2-d]피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 화합물 1의 제조와 같은 방법을 통해 화합물 9(15.1g, 84%)을 합성하였다. MS: [M+H]+ = 793
[ 실험예 ]
< 실험예 1>
ITO(indium tin oxide)가 1,300Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 HI-1 화합물을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 HT-1 화합물을 250Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공수송층을 형성하고, HT-1 증착막 위에 하기 HT-2 화합물을 50Å 두께로 진공 증착하여 전자저지층을 형성하였다. 상기 HT-2 증착막 위에 발광층으로서 앞서 제조한 화합물 1, 하기 YGH-1 화합물, 및 인광도펀트 YGD-1을 44:44:12의 중량비로 진공증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 하기 ET-1 화합물을 250Å의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하고, 상기 전자수송층 위에 하기 ET-2 화합물 및 Li를 98:2의 중량비로 진공 증착하여 100Å 두께의 전자주입층을 형성하였다. 상기 전자주입층 위에 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
Figure PCTKR2019006383-appb-I000027
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1 × 10-7 ~ 5 × 10-8 torr를 유지하였다.
< 실험예 2 내지 9>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
<비교 실험예 1 내지 3>
상기 실험예 1에서 화합물 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1의 CE1 내지 CE3의 화합물은 하기와 같다.
Figure PCTKR2019006383-appb-I000028
상기 실험예 및 비교실험예에서 유기 발광 소자를 10mA/cm2의 전류 밀도에서 전압과 효율을 측정하였고, 50mA/cm2의 전류 밀도에서 수명을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, LT95는 초기 휘도 대비 95%가 되는 시간을 의미한다.
화합물 전압(V)(@10mA/cm2) 효율(Cd/A)(@10mA/cm2) 색좌표(x,y) 수명(h)(LT95 at 50mA/cm2)
실험예 1 화합물 1 3.7 82 0.45, 0.53 145
실험예 2 화합물 2 3.9 79 0.45, 0.54 110
실험예 3 화합물 3 3.8 83 0.45, 0.54 195
실험예 4 화합물 4 3.7 85 0.45, 0.54 175
실험예 5 화합물 5 4.0 80 0.45, 0.54 155
실험예 6 화합물 6 3.6 71 0.45, 0.53 180
실험예 7 화합물 7 4.1 79 0.45, 0.54 135
실험예 8 화합물 8 4.1 82 0.45, 0.54 190
실험예 9 화합물 9 4.0 83 0.45, 0.53 170
비교실험예 1 CE1 4.5 70 0.45, 0.54 80
비교실험예 2 CE2 4.0 75 0.47, 0.53 30
비교실험예 3 CE3 4.0 77 0.43, 0.53 60
본 발명의 화합물은 디벤조퓨란 코어를 포함하지 않는 CE1과 비교하여, 더 낮은 전압, 높은 효율 및 장수명의 특성을 보였고,
CE2와 같이 N함유 단환고리가 디벤조퓨란의 2번 위치에 결합하는 경우, 본 발명의 화합물을 사용한 실험예 1 내지 9에 비해 낮은 효율 및 현저히 짧은 수명을 보였고, CE3와 같이 6번 위치의 치환기가 없는 경우에도 실험예 1 내지 9에 비해 짧은 수명을 나타냈다.
본 발명의 화합물을 발광층 물질로 사용할 경우, 비교 실험예에 비하여 효율 및 수명이 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이는 다이벤조퓨란치환기의 6번위치에 아릴 및 헤테로 아릴기를 이용해 수소를 대체하면서 8번위치에 벤조싸이아졸을 치환함에 따라 전자안정성이 증가된것으로 보여진다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000029
    상기 화학식 1에 있어서,
    X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N 또는 CH이며
    X1 내지 X3 중 어느 하나 이상은 N이고,
    Z는 O 또는 S이고,
    R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 카보닐기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    Ar1 및 Ar2은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    L은 직절결합, 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    Y는 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    a는 0 내지 5의 정수이고,
    b는 0 내지 4의 정수이고,
    상기 a가 복수일 때, 상기 R1은 서로 같거나 상이하고,
    상기 b가 복수일 때, 상기 R2는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 및 3 중 어느 하나로 나타내는 헤테로고리 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000030
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000031
    상기 화학식 2 및 3에 있어서, 상기 X1 내지 X3, L, Y, Ar1, Ar2, R1, R2, a 및 b는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1 및 Ar2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 다환의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환의 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 다환의 헤테로아릴기인 것인 헤테로고리 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 L은 직접결합, 또는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기인 것인 헤테로고리 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 N, O, 및 S 중 어느 하나 이상을 포함하는 헤테로아릴기인 것인 헤테로고리 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 헤테로고리 화합물:
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000032
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000033
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000034
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000035
    Figure PCTKR2019006383-appb-I000036
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 1층 또는 2층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 헤테로고리 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 헤테로고리 화합물을 포함는 것인 유기 발광 소자.
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