KR101546215B1 - 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 Download PDF

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KR101546215B1
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Abstract

본 발명은 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하고 있는 유기 전자 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112013036154861-pat00170

[화학식 2]
Figure 112013036154861-pat00171

[상기 화학식 1 및 화학식 2에서, R1, R2 및 R3가 동시에 수소인 경우는 제외하고; 단
Figure 112013036154861-pat00172
,
Figure 112013036154861-pat00173
또는
Figure 112013036154861-pat00174
가 서로 독립적으로 디페닐아미노(
Figure 112013036154861-pat00175
) 기인 경우는 제외된다.]
본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 발광효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 양호한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 정공전달층 또는 정공주입층에 포함되거나 인광발광체의 호스트로 사용되어 구동전압을 낮춤으로서 소비전력을 현저히 감소시킬 뿐만 아니라 동등 이상의 발광효율을 나타내는 장점이 있다.

Description

신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{Novel compounds for organic electronic material and organic electronic device using the same}
본 발명은 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고효율의 특성을 가지는 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 정공전달층 또는 정공주입층에 포함하거나 인광발광체의 호스트로서 발광층에 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
표시 소자 중, 전기 발광 소자(electroluminescence device: EL device)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있으며, 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사에서는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
유기 EL 소자는 전자 주입 전극(음극) 과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기막에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 EL 디스플레이에 비해 낮은 전압에서 (10V이하) 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다.
유기 EL 소자에서 발광 효율, 수명 등의 성능을 결정하는 가장 중요한 요인은 발광 재료로서, 이러한 발광 재료에 요구되는 몇 가지 특성으로는 고체상태에서 형광 양자 수율이 커야하고, 전자와 정공의 이동도가 높아야 하며, 진공 증착시 쉽게 분해되지 않아야 하고, 균일한 박막을 형성, 안정해야한다.
유기 발광 재료는 크게 고분자 재료와 저분자 재료로 나눌 수 있는데, 저분자 계열의 재료는 분자 구조 면에서 금속 착화합물과 금속을 포함하지 않는 순수 유기 발광 재료가 있다. 이러한 발광 재료로는 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄 착제 등의 킬레이트 착제, 쿠마린 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 비스스타이릴아릴렌 유도체, 옥사다이아졸 유도체 등의 발광 재료가 알려져 있고, 이들로부터는 청색에서 적색까지의 가시 영역 발광을 얻을 수 있다고 보고되었다.
풀칼라 OLED 디스플레이의 구현을 위해서는 RGB 3가지의 발광재료를 사용하게 되는데 유기 EL 전체의 특성을 향상시키는데 고효율 장수명의 RGB 발광재료의 개발이 중요한 과제라고 할 수 있다. 발광재료는 기능적인 측면에서 호스트 재료와 도판트 재료로 구분될 수 있는데 일반적으로 EL 특성이 가장 우수한 소자 구조로는 호스트에 도판트를 도핑하여 발광층을 만드는 것으로 알려져 있다. 최근에 고효율, 장수명 유기 EL 소자의 개발이 시급한 과제로 대두되고 있으며, 특히 중대형 OLED 패널에서 요구하고 있는 EL 특성 수준을 고려해 볼 때 기존의 발광재료에 비해 매우 우수한 재료의 개발이 시급한 실정이다.
한편, 인광 발광체의 호스트 재료로는 현재까지 CBP가 가장 널리 알려져 있으며, BCP 및 BAlq 등의 정공차단층을 적용한 고효율의 OLED가 공지되어 있으며, 일본의 파이오니어 등에서는 BAlq 유도체를 호스트로 이용한 고성능의 OLED가 공지되어 있다.
Figure 112013036154861-pat00001
그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않아서, 진공 하에서 고온 증착 공정을 거칠 때, 물질이 변하는 등 단점을 갖고 있다. OLED에서 전력효율 = (π/전압) × 전류효율 이므로, 전력효율은 전압에 반비례하는데, OLED의 소비 전력이 낮으려면 전력 효율이 높아야한다. 실제 인광 발광 재료를 사용한 OLED는 형광 발광 재료를 사용한 OLED에 비해 전류 효율(cd/A)이 상당히 높으나, 인광 발광 재료의 호스트로 BAlq 나 CBP 등 종래의 재료를 사용할 경우, 형광재료를 사용한 OLED에 비해 구동 전압이 높아서 전력 효율(lm/w)면에서 큰 이점이 없었고, OLED 소자에서의 수명 측면에서도 결코 만족할만한 수준이 되질 못하여 더욱 안정되고, 더욱 성능이 뛰어난 호스트 재료의 개발이 요구되고 있다.
또한 전공주입, 수송재료로는 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB) 및 MTDATA가 있다.
Figure 112013036154861-pat00002
유기 EL소자의 내구성을 높이기 위해서는 박막 안정성이 양호한 화합물과 비결정성이 높은 화합물일수록 박막 안정성이 높다고 보고되어 있다. 이때 비결정성의 지표로서 유리전이점(Tg)이 사용된다.
기존의 MTDATA의 유리전이도는 76℃로서 비결정성이 높다고는 할 수 없다. 이 때문에 유기 EL 소자의 내구성면에서, 또한 정공주입, 수송의 특성에 기인하는 발광효율에서도 만족스러운 특성을 얻지 못하였다.
따라서 본 발명의 목적은 첫째로, 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 기존의 인광발광체의 호스트 재료보다 발광 효율 및 소자 수명이 좋으며, 적절한 색좌표를 갖는 우수한 골격의 유기 전자재료용 화합물을 제공하는 것이며, 둘째로 신규한 유기 전자재료용 화합물을 정공주입층, 정공전달층 또는 발광층에 채용하는 유기 전자 소자를 제공하는 것이다. 셋째로는 신규한 유기 전자재료용 화합물을 포함하는 유기 태양 전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명에 따른 신규한 유기 전자재료용 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112013036154861-pat00003
[화학식 2]
Figure 112013036154861-pat00004
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
L1, L2 및 L3는 서로 독립적으로 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌, (C3-C60)헤테로아릴렌, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬렌, (C3-C60)시클로알킬렌, 아다만틸렌, (C7-C60)바이시클로알킬렌, (C2-C60)알케닐렌, (C2-C60)알키닐렌, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬렌, (C1-C60)알킬렌티오, (C1-C60)알킬렌옥시, (C6-C60)아릴렌옥시 또는 (C6-C60)아릴렌티오이고;
R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, NR11R12이거나, 하기 구조에서 선택되는 치환기이고, R1, R2 및 R3가 동시에 수소인 경우는 제외하고;
Figure 112013036154861-pat00005
R11 및 R12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C3-C60)헤테로아릴이거나, 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;
R13 내지 R30은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R13 내지 R25는 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
A, B, X, Y 및 Z는 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR31R32)a-, -N(R33)-, -S-, -O-, -Si(R34)(R35)-, -P(R36)-, -C(=O)-, -B(R37)-, -In(R38)-, -Se-, -Ge(R39)(R40)-, -Sn(R41)(R42)-, -Ga(R43)- 또는 -(R44)C=C(R45)-이며;
R31 내지 R45는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R31과 R32, R34와 R35, R39와 R40, R41와 R42 및 R44와 R45는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
상기 L1, L2 및 L3의 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴렌옥시 및 아릴렌티오; R1, R2, R3, R11 및 R12의 아릴 및 헤테로아릴; R13 내지 R30 및 R31 내지 R45의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 알킬옥시, 알킬티오, 아릴옥시, 아릴티오, 알킬아미노, 아릴아미노, 알콕시카보닐, 알킬카보닐 또는 아릴카보닐은 중수소, 할로겐, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C6-C60)아릴로 치환 또는 비치환된 (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, 카바졸릴, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있고;
a, x, y 및 z는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이고;
단
Figure 112013036154861-pat00006
,
Figure 112013036154861-pat00007
또는
Figure 112013036154861-pat00008
가 서로 독립적으로 디페닐아미노(
Figure 112013036154861-pat00009
) 기인 경우는 제외된다.
본 발명에 기재된 "알킬" 및 그 외 "알킬"부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 발명에 기재된 「아릴」은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 기재된 「헤테로아릴」은 방향족 고리 골격 원자로서 N, O 및 S로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 5 내지 6원 단환 헤테로아릴, 및 하나 이상의 벤젠 환과 축합된 다환식 헤테로아릴이며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 상기 헤테로아릴기는 고리내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴 그룹을 포함한다. 구체적인 예로 퓨릴, 티오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단환 헤테로아릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 이소벤조퓨란일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴 등의 다환식 헤테로아릴 및 이들의 상응하는 N-옥사이드(예를 들어, 피리딜 N-옥사이드, 퀴놀릴 N-옥사이드), 이들의 4차 염 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 기재되어 있는 "(C1-C60)알킬" 부분이 포함되어 있는 치환체들은 1 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 1 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 1 내지 10개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C6-C60)아릴”부분이 포함되어 있는 치환체들은 6 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 6 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 6 내지 12개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C3-C60)헤테로아릴”부분이 포함되어 있는 치환체들은 3 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 4 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 4 내지 12개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C3-C60)시클로알킬”부분이 포함되어 있는 치환체들은 3 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 3 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 3 내지 7개의 탄소수를 가질 수도 있다. “(C2-C60)알케닐 또는 알키닐”부분이 포함되어 있는 치환체들은 2 내지 60개의 탄소수를 가질 수도 있고, 2 내지 20개의 탄소수를 가질 수도 있고, 2 내지 10개의 탄소수를 가질 수도 있다.
상기 화학식 1 및 2에서
Figure 112013036154861-pat00010
,
Figure 112013036154861-pat00011
또는
Figure 112013036154861-pat00012
가 서로 독립적으로 디페닐아미노(
Figure 112013036154861-pat00013
) 기인 경우, 즉 L1, L2 또는 L3가 화학결합이고 R1, R2 또는 R3가 NR11R12이면서 R11 및 R12가 동시에 페닐인 경우에는 최소 1개 이상의 페닐은 수소 이외의 치환체로 치환되어야 한다.
본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 6으로부터 선택될 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112013036154861-pat00014
[화학식 4]
Figure 112013036154861-pat00015
[화학식 5]
Figure 112013036154861-pat00016
[화학식 6]
Figure 112013036154861-pat00017
상기 화학식 3 내지 6에서,
L1, L2, L3, R1, R2, R3, R31 및 R32는 상기 화학식 1 및 2에서의 정의와 동일하다.
상기 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 또는 NR11R12이거나, 하기 구조에서 선택되어지나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00018
[R11 및 R12는 상기 화학식 1 및 2에서의 정의와 동일하며;
R51 내지 R64는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카복실산, 나이트로 또는 하이드록시이며;
A 및 B는 서로 독립적으로 -C(R31)(R32)-, -N(R33)-, -S-, -O-, -Si(R34)(R35)-, -P(R36)-, -C(=O)-, -B(R37)-, -In(R38)-, -Se-, -Ge(R39)(R40)-, -Sn(R41)(R42)-, -Ga(R43)- 또는 -(R44)C=C(R45)-이며;
R31 내지 R45는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R31과 R32, R34와 R35, R39와 R40, R41와 R42 및 R44와 R45는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R31 내지 R45 및 R51 내지 R64의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬아미노 또는 아릴아미노는 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, (C1-C60)알킬티오, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C6-C60)아릴카보닐, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로 더 치환될 수 있으며;
b는 1 내지 5의 정수이고, c는 1 내지 4의 정수이고, d는 1 내지 3의 정수이다.]
보다 구체적으로, 상기 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 하기 구조로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00019
Figure 112013036154861-pat00020
Figure 112013036154861-pat00021
Figure 112013036154861-pat00022
Figure 112013036154861-pat00023
Figure 112013036154861-pat00024
Figure 112013036154861-pat00025
또한, 상기 L1, L2 및 L3는 서로 독립적으로 화학결합이거나, 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 안트릴렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 피레닐렌, 크라이세닐렌, 나프타세닐렌, 페릴레닐렌, 스피로바이플루오레닐렌, 테트라하이드로나프틸렌, 아세나프테닐렌, 인데닐렌, 피리딜렌, 바이피리딜렌, 피롤릴렌, 퓨릴렌, 티에닐렌, 이미다졸릴렌, 벤조이미다졸릴렌, 피라지닐렌, 피리미디닐렌, 피리다지닐렌, 퀴놀릴렌, 트리아지닐렌, 벤조퓨릴렌, 디벤조퓨릴렌, 벤조티에닐렌, 디벤조티에닐렌, 피라졸릴렌, 인돌릴렌, 카바졸릴렌, 인데노카바졸릴렌, 티아졸릴렌, 옥사졸릴렌, 벤조티아졸릴렌, 벤조옥사졸릴렌, 페난트리디닐렌, 페난트롤리닐렌, 피페리디닐렌, 퀴나졸리닐렌,
Figure 112013036154861-pat00026
또는
Figure 112013036154861-pat00027
에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이고; 상기 L1, L2 및 L3의 아릴렌, 헤테로아릴렌은 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 시아노, 카바졸릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00028
Figure 112013036154861-pat00029
Figure 112013036154861-pat00030
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Figure 112013036154861-pat00034
Figure 112013036154861-pat00035
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Figure 112013036154861-pat00040
Figure 112013036154861-pat00041
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Figure 112013036154861-pat00056
Figure 112013036154861-pat00057
Figure 112013036154861-pat00058
Figure 112013036154861-pat00059
Figure 112013036154861-pat00060
Figure 112013036154861-pat00061
Figure 112013036154861-pat00062
Figure 112013036154861-pat00063
Figure 112013036154861-pat00064
Figure 112013036154861-pat00065
Figure 112013036154861-pat00066
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Figure 112013036154861-pat00070
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Figure 112013036154861-pat00078
Figure 112013036154861-pat00079
Figure 112013036154861-pat00080
Figure 112013036154861-pat00081
Figure 112013036154861-pat00082
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Figure 112013036154861-pat00084
Figure 112013036154861-pat00085
Figure 112013036154861-pat00086
Figure 112013036154861-pat00087

본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이, 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112013036154861-pat00088
상기 반응식 1에서, L1, L2, L3, R1, R2, R3, R31 및 R32는 화학식 1 및 화학식 2에서의 정의와 동일하다.
또한 본 발명은 유기 태양 전지를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 태양 전지는 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 유기 전자 소자를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 전자 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전자 소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 유기 전자재료용 화합물은 정공주입층 또는 정공전달층의 재료로 사용되거나, 발광층의 호스트 물질로 사용되어진다.
또한, 상기 유기물층은 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물 하나 이상 이외에 하나 이상의 도판트를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 유기 전자 소자에 적용되는 도판트는 특별히 제한되지는 않으나, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물로부터 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
M 1 L 101 L 102 L 103
상기 화학식 7에서 M1은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족 및 16족의 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 리간드 L101, L102 및 L103 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되어진다.
Figure 112013036154861-pat00089
Figure 112013036154861-pat00090
[R101 내지 R103은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬로 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고;
R104 내지 R119는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, (C3-C60)시클로알킬, (C2-C30)알케닐, (C6-C60)아릴, 모노 또는 디(C1-C30)알킬아미노, 모노 또는 디(C6-C30)아릴아미노, SF5, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 시아노 또는 할로겐이고, 상기 R104 내지 R119의 알킬, 시클로알킬, 알케닐 또는 아릴은 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
R120 내지 R123는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬 또는 (C1-C60)알킬로 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴이고;
R124 및 R125는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R124와 R125는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R124 및 R125의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
R126은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C5-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이고;
R127 내지 R129은 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고, 상기 R126 내지 R129의 알킬 및 아릴은 할로겐 또는 (C1-C60)알킬로 더 치환될 수 있으며;
Q는
Figure 112013036154861-pat00091
,
Figure 112013036154861-pat00092
또는
Figure 112013036154861-pat00093
이며, R201 내지 R212는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, 할로겐, (C6-C60)아릴, 시아노, (C5-C60)시클로알킬이거나, R201 내지 R212는 서로 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)스피로고리 또는 (C5-C9)융합고리를 형성하거나, R107 또는 R108과 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)융합고리를 형성할 수 있다.]
상기 화학식 7의 도판트 화합물은 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00094
Figure 112013036154861-pat00095
본 발명의 유기 전자 소자에 있어서, 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물을 포함하고, 동시에 아릴아민계 화합물 및 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물의 예로 하기의 화학식 8의 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
[화학식 8]
Figure 112013036154861-pat00096
상기 화학식 8에서, Ar1 및 Ar2은 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아릴아미노, (C1-C60)알킬아미노, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬 또는 (C3-C60)시클로알킬이거나, Ar1 및 Ar2은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;
상기 Ar1 및 Ar2의 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노 또는 헤테로시클로알킬은 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C1-C60)알콕시, (C1-C60)알킬티오, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C6-C60)아릴카보닐, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, 카르복실산, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고;
e가 1인 경우 Ar3은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112013036154861-pat00097
e가 2인 경우 Ar3는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112013036154861-pat00098
Ar4 은 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
R221, R222 및 R223는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
f는 1 내지 4의 정수이며, g는 0 또는 1의 정수이고,
상기 Ar1 및 Ar2의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬, 또는 상기 Ar3의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌, 또는 상기 Ar4 및 Ar5의 아릴렌 및 헤테로아릴렌, 또는 R221 내지 R223의 알킬 또는 아릴은 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C1-C60)알킬옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알킬티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로, 하이드록시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
상기 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00099
Figure 112013036154861-pat00100
또한, 본 발명의 유기 전자 소자에 있어서, 유기물층에 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물 이외에 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함할 수도 있고, 상기 유기물층은 발광층과 전하생성층을 동시에 포함할 수 있다.
본 발명의 화학식 1 또는 화학식 2의 유기 전자재료용 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 서브픽셀로 하고, Ir, Pt, Pd, Rh, Re, Os, Tl, Pb, Bi, In, Sn, Sb, Te, Au 및 Ag로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속화합물을 포함하는 서브픽셀 하나 이상을 동시에 병렬로 패터닝한 독립발광방식의 픽셀구조를 가진 유기 전자 소자를 구현할 수도 있다.
또한, 상기 유기 전자 소자는 발광층에 청색, 녹색, 적색 파장을 발광피크로 갖는 화합물로부터 선택되는 하나 이상을 동시에 포함하는 유기 디스플레이며, 청색, 녹색, 적색 파장을 발광피크로 갖는 화합물은 하기 화학식 9 내지 화학식 12로 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 9]
Figure 112013036154861-pat00101
상기 화학식 9에서, Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, (C6-C60)아릴아미노, (C1-C60)알킬아미노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬이거나, Ar11 및 Ar12은 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;
i가 1인 경우 Ar13은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112013036154861-pat00102
i가 2인 경우 Ar13는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조에서 선택되는 치환기이고;
Figure 112013036154861-pat00103
Ar14 은 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
R231, R232 및 R233는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이고;
j는 1 내지 4의 정수이며, k는 0 또는 1의 정수이고,
상기 Ar11 및 Ar12의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴아미노, 알킬아미노, 시클로알킬 또는 헤테로시클로알킬, 또는 상기 Ar13의 아릴, 헤테로아릴, 아릴렌 또는 헤테로아릴렌, 또는 상기 Ar14의 아릴렌 및 헤테로아릴렌, 또는 R231 내지 R233의 알킬 또는 아릴은 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C1-C60)알킬옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알킬티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 및 하이드록시로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
[화학식 10]
Figure 112013036154861-pat00104
상기 화학식 10에서, R301 내지 R304는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R301 내지 R304은 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고,
상기 R301 내지 R304의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노, 아릴아미노 및 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실산, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있다.
[화학식 11]
(Ar31)p-L11-(Ar32)q
[화학식 12]
(Ar33)r-L12-(Ar34)s
상기 화학식 11 및 화학식 12에서,
L11는 (C6-C60)아릴렌 또는 (C4-C60)헤테로아릴렌이고;
L12는 안트라세닐렌이며;
Ar31 내지 Ar34은 서로 독립적으로 수소, 중수소이거나, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, 할로겐, (C4-C60)헤테로아릴, (C5-C60)시클로알킬 또는 (C6-C60)아릴로부터 선택되고, 상기 Ar31 내지 Ar34의 시클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴은 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 및 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 (C4-C60)헤테로아릴, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, 할로겐, 시아노, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴 및 트리(C6-C60)아릴실릴로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있고;
p, q, r 및 s는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 11 및 화학식 12의 화학식은 화학식 13 내지 화학식 16으로 표시되는 안트라센 유도체 또는 벤즈[a]안트라센 유도체로 예시될 수 있다.
[화학식 13]
Figure 112013036154861-pat00105
[화학식 14]
Figure 112013036154861-pat00106
[화학식 15]
Figure 112013036154861-pat00107
[Ar41 및 Ar42는 (C4-C60)헤테로아릴 또는 하기 구조에서 선택되는 아릴이며,
Figure 112013036154861-pat00108
상기 Ar41 및 Ar42의 아릴 또는 헤테로아릴은 중수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴 및 (C4-C60)헤테로아릴로부터 선택된 치환기 하나 이상으로 치환될 수 있고;
L31는 (C6-C60)아릴렌, (C4-C60)헤테로아릴렌 또는 하기 구조의 화합물이며,
Figure 112013036154861-pat00109
상기 L31의 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 중수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 및 할로겐으로부터 선택된 치환기 하나 이상으로 치환될 수 있으며;
R321, R322, R323 및 R324는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬 또는 (C6-C60)아릴이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며,
R331, R332, R333 및 R334는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C1-C60)알콕시, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이거나, 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있다.]
[화학식 16]
Figure 112013036154861-pat00110
상기 화학식 16에서,
L41 및 L42는 서로 독립적으로 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌 또는 (C3-C60)헤테로아릴렌이고, 상기 L41 및 L42의 아릴렌 또는 헤테로아릴렌은 중수소, (C1-C60)알킬, 할로겐, 시아노, (C1-C60)알콕시, (C3-C60)시클로알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴 및 트리(C6-C30)아릴실릴로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며;
R401 내지 R419는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R401 내지 R419는 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고,
Ar51은 (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸 또는 (C7-C60)바이시클로알킬이거나, 하기 구조에서 선택되는 치환기이고,
Figure 112013036154861-pat00111
상기 R420 내지 R432는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이고;
E 및 F는 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR433R434)w-, -N(R435)-, -S-, -O-, -Si(R436)(R437)-, -P(R438)-, -C(=O)-, -B(R439)-, -In(R440)-, -Se-, -Ge(R441)(R442)-, -Sn(R443)(R444)-, -Ga(R445)- 또는 -(R446)C=C(R447)- 이며;
R433 내지 R445는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R433 내지 R445는 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
상기 Ar51의 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 아다만틸, 바이시클로알킬 또는 R401 내지 R445의 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴실릴, 알킬실릴, 알킬아미노 및 아릴아미노는 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C4-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, 카르복실, 나이트로 및 하이드록시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있으며;
t 및 w는 서로 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
상기 발광층에 청색, 녹색 또는 적색 파장을 발광피크로 갖는 화합물은 하기 화합물로 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013036154861-pat00112
Figure 112013036154861-pat00113
Figure 112013036154861-pat00114
Figure 112013036154861-pat00115
Figure 112013036154861-pat00116
Figure 112013036154861-pat00117
Figure 112013036154861-pat00118
Figure 112013036154861-pat00119
Figure 112013036154861-pat00120
Figure 112013036154861-pat00121
Figure 112013036154861-pat00122
Figure 112013036154861-pat00123
Figure 112013036154861-pat00124
Figure 112013036154861-pat00125
Figure 112013036154861-pat00126
본 발명의 유기 전자 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 내측표면에, 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로부터 선택되는 일층(이하, 이들을 "표면층"이라고 지칭함) 이상을 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 매체층 측의 양극 표면에 규소 및 알루미늄의 금속의 칼코제나이드(산화물을 포함한다)층을, 또한 발광매체층 측의 음극 표면에 할로겐화 금속층 또는 금속 산화물층을 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동의 안정화를 얻을 수 있다.
상기 칼코제나이드로서는 예컨대 SiOx(1≤X≤2), AlOX(1≤X≤1.5), SiON, SiAlON 등을 바람직하게 들 수 있으며, 할로겐화 금속으로서는 예컨대 LiF, MgF2, CaF2, 불화 희토류 금속 등을 바람직하게 들 수 있으며, 금속 산화물로서는 예컨대 Cs2O, Li2O, MgO, SrO, BaO, CaO 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 전자 소자에 있어서, 이렇게 제작된 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 방식으로, 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 있다. 바람직한 환원성 도판트로서는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 발광효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 양호한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물은 정공전달층 또는 정공주입층에 포함되거나 인광발광체의 호스트로 사용되어 구동전압을 낮춤으로서 소비전력을 현저히 감소시킬 뿐만 아니라 동등 이상의 발광효율을 나타내는 장점이 있다.
도 1 - OLED 소자의 단면도
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 - 글래스 2 - 투명전극
3 - 정공주입층 4 - 정공전달층
5 - 발광층 6 - 전자전달층
7 - 전자주입층 8 - Al 음극
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 대표 화합물을 들어 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물, 이의 제조방법 및 소자의 발광특성을 설명하나, 이는 단지 그 실시 양태를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[제조예]
[제조예 1] 화합물 1의 제조
Figure 112013036154861-pat00127
화합물 A 의 제조
카바졸 (20 g, 119.6 mmol), 메틸-2-아이오도벤조에이트 (26.4 mL, 179.4 mmol), K2CO3 (21.5 g,155.5 mmol), Cu (1.52 g, 23.9 mmol) 및 CuI (1.14 g, 5.98 mmol)를 다이부틸에테르 500mL에 녹인 후 아르곤 조건하에서 48시간 동안 환류 교반시켰다. 반응이 완결되면 실온에서 식히고 물 800 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 헥산 : 에틸 아세테이트 = 4:1로 컬럼 크로마토그래피하여 분리한 후 다시 에탄올 300 mL로 재결정하여 화합물 A (24.5g, 68%)를 얻었다.
화합물 B 의 제조
화합물 A (15.0 g ,49.8 mmol)를 100mL 에테르에 녹이고, -78℃로 냉각시킨 후 메틸리튬 (에테르 중 1.6M, 78 mL, 124.4 mmol)을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 이를 서서히 실온으로 올려 4시간 동안 더 교반하였다. 반응이 완료되면 물 200 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:1)으로 재결정하여 화합물 B (10.1g, 67%)를 얻었다.
화합물 C 의 제조
화합물 B (14.0 g, 46.5 mmol)를 150 mL의 진한 H3PO4에 녹인 후 5시간 반 동안 교반하였다. 이를 물 200 mL와 에틸 아세테이트 200 mL로 추출하고 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올 150 mL로 재결정하여 화합물 C (9.48g, 72%)를 얻었다.
화합물 D 의 제조
화합물 C (7 g, 24.7 mmol)를 다이클로로메탄 100 mL에 녹인 후 0℃에서 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide)(5.28 g, 29.6 mmol)를 첨가하였다. 이 온도를 계속 유지하면서 4시간 동안 교반하였다. 그런 다음 증류수 150 mL를 가해 반응을 종료하고 디클로로메탄 100 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 D (6.4g, 72%)를 얻었다.
화합물 1 의 제조
화합물 D (5 g, 13.8 mmol), 페닐보론산(Phenylboronic acid)(1.9 g, 15.18 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(0.8 g, 0.52 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL를 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 1 (1.6 g, 3.33 mmol)을 얻었다.
[제조예 2] 화합물 320의 제조
Figure 112013036154861-pat00128

화합물 E 의 제조
화합물 C (7 g, 24.7 mmol)를 다이클로로메탄 100 mL에 녹인 후 0℃에서 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide)(10.5 g, 59.2 mmol)를 첨가하였다. 이 온도를 계속 유지하면서 5시간 동안 교반하였다. 그런 다음 증류수 150 mL를 가해 반응을 종료하고 디클로로메탄 100 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 E (7.4 g, 68%)를 얻었다.
화합물 320 의 제조
화합물 E (5 g, 13.8 mmol), 페닐보론산(Phenylboronic acid)(3.8 g, 30.36 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(1.6 g, 1.04 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL을 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 320 (3.9 g, 8.95 mmol)을 얻었다.
[제조예 3] 화합물 462의 제조
Figure 112013036154861-pat00129
화합물 F 의 제조
카바졸 (20 g, 119.6 mmol), 5-브로모-메틸-2-아이오도벤조에이트 (26.4 mL, 179.4 mmol), K2CO3 (21.5 g ,155.5 mmol), Cu (1.52 g, 23.9 mmol) 및 CuI (1.14 g , 5.98 mmol)를 다이부틸에테르 500mL에 녹인 다음 아르곤 조건하에서 48시간 동안 환류 교반시켰다. 반응이 완결되면 실온에서 식히고 물 800 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 헥산 : 에틸아세테이트 = 4:1로 컬럼 분리한 후, 다시 에탄올 300 mL로 재결정하여 화합물 F (24.5 g, 58 %)를 얻었다.
화합물 G 의 제조
화합물 F (15.0 g ,49.8 mmol)를 100mL 에테르에 녹이고, -78℃로 냉각시킨 후 메틸리튬 (에테르 중 1.6M, 78 mL, 124.4 mmol)을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 이를 서서히 실온으로 올려 4시간 동안 더 교반하였다. 반응이 완료되면 물 200 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:1)으로 재결정하여 화합물 G (10.1 g, 57 %)를 얻었다.
화합물 H 의 제조
화합물 G (14.0 g, 46.5 mmol)를 150 mL의 진한 H3PO4에 녹인 후 5시간 반 동안 교반하였다. 이를 물 200 mL와 에틸 아세테이트 200mL로 추출한 후, 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올 150 mL로 재결정하여 화합물 H (9.48 g, 62 %)를 얻었다.
화합물 I 의 제조
화합물 H (7 g, 24.7 mmol)를 다이클로로메탄 100 mL에 녹인 후 0℃에서 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide)(5.28 g, 29.6 mmol)를 첨가하였다. 이 온도를 계속 유지하면서 4시간 동안 교반하였다. 그런 다음 증류수 150 mL를 가해 반응을 종료하고 디클로로메탄 100 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 I (6.4 g, 62 %)를 얻었다.
화합물 462 의 제조
화합물 I (5 g, 13.8 mmol), 페닐보론산(Phenylboronic acid)(5.7 g, 45.54 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(2.4 g, 1.56 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL을 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적화합물 462 (1.6 g, 3.12 mmol)를 얻었다.
[제조예 4] 화합물 498의 제조
Figure 112013036154861-pat00130

화합물 J 의 제조
카바졸 (20 g, 119.6 mmol), 다이메틸-2-아이오도아이소프탈레이트 (49.8 g, 155.5 mmol), K2CO3 (21.5 g ,155.5 mmol), Cu (1.52 g, 23.9 mmol) 및 CuI (1.14 g, 5.98 mmol)를 다이부틸에테르 800 mL에 녹인 다음 아르곤 조건하에서 48시간 동안 환류 교반시켰다. 반응이 완결되면 실온에서 식히고 물 800 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 헥산 : 에틸아세테이트 = 4:1로 컬럼 분리한 후, 다시 에탄올 300 mL로 재결정하여 화합물 J (27.1 g, 63 %)를 얻었다.
화합물 K 의 제조
화합물 J (15.0 g, 41.7 mmol)를 300 mL 에테르에 녹이고, -78℃로 냉각시킨 후 메틸리튬 (에테르 중 1.6M, 120 mL, 187.8 mmol)을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 이를 서서히 실온으로 올려 4시간 동안 더 교반하였다. 반응이 완료되면 물 200 mL로 추출하여 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤(부피비 1:1)으로 재결정하여 화합물 K (8.7 g, 58 %)를 얻었다.
화합물 L 의 제조
화합물 K (14.0 g, 38.9 mmol)를 150 mL의 진한 H3PO4에 녹인 후 5시간 반 동안 교반하였다. 이를 물 200 mL와 에틸아세테이트 200 mL로 추출한 후, 유기층을 감압 건조시켰다. 이를 에탄올 150 mL로 재결정하여 화합물 L (7.68 g, 61 %)을 얻었다.
화합물 M 의 제조
화합물 L (7 g, 21.6 mmol)을 다이클로로메탄 100 mL에 녹인 후 0℃에서 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide)(5.28 g, 28.1 mmol)를 첨가하였다. 이 온도를 계속 유지하면서 4시간 동안 교반하였다. 그런 다음 증류수 150 mL를 가해 반응을 종료하고 디클로로메탄 100 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 에탄올/아세톤 (부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 M (5.7 g, 66 %)을 얻었다.
화합물 498 의 제조
화합물 M (5 g, 12.4 mmol), 페닐보론산(Phenylboronic acid)(1.9 g, 15.18 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(0.8 g, 0.52 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL을 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물 498 (1.5 g, 3.75 mmol)을 얻었다.
[제조예 5] 화합물 811의 제조
Figure 112013036154861-pat00131

화합물 N 의 제조
아닐린 (4.89 mL, 53.7 mmol), 메틸-2-아이오도벤조에이트 (23.7 mL, 161 mmol), K2CO3 (15.6 g ,113 mmol), Cu (0.68 g, 10.7 mmol) 및 CuI (0.51 g, 2.69 mmol)와 다이-n-부틸에테르 50 mL를 넣고 아르곤 조건하에 48시간 동안 환류시켰다. 헥산 : 에틸아세테이트 = 4:1로 컬럼 분리 후, 에탄올로 재결정하여 화합물 N (15.7 g, 81 %)을 얻었다.
화합물 O 의 제조
화합물 N (15.0 g ,41.5 mmol)을 에테르 80mL에 녹이고, -78℃에서 메틸리튬 (에테르 중, 45 mmol)을 넣고 상온으로 온도를 올린 후 4시간 동안 반응시킨다. 에탄올/아세톤(부피비 1:1)으로 재결정하여 화합물 O (7.68 g, 61 %)를 얻었다.
화합물 P 의 제조
화합물 O (14.0 g, 38.7 mmol)를 진한 H3PO4 150 mL에 넣고 5시간 반 동안 교반시킨다. 물/에틸 아세테이트로 추출한 후 에탄올로 재결정하여 화합물 P (7.8 g, 68%)를 얻었다.
화합물 Q 의 제조
화합물 P (7 g ,21.5 mmol)를 메틸렌 클로라이드에 녹인 후 0℃에서 NBS (4.98 g, 27.95 mmol)를 첨가하였다. 5시간 후 추출하여 에탄올/아세톤(부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 Q (6 g, 75%)를 얻었다.
화합물 811 의 제조
화합물 Q (5 g, 12.4 mmol), 페닐보론산 (1.9 g, 15.18 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(0.8 g, 0.52 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL을 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적화합물 811 (1.5 g, 3.75 mmol)을 얻었다.
[제조예 6] 화합물 1221의 제조
Figure 112013036154861-pat00132

화합물 R 의 제조
안스라닉산 메틸 에스테르(Anthranilic acid methyl ester)(10 g, 66.2 mmol), 메틸-2-아이오도벤조에이트 (28.2 mL, 191.98 mmol), K2CO3 (19.2 g ,139.02 mmol), Cu (0.84 g, 13.24 mmol) 및 CuI (0.63 g, 3.31 mmol)와 다이-n-부틸 에테르 120 mL를 넣고 아르곤 조건하에 48시간 동안 환류시켰다. 헥산 : 에틸아세테이트 = 4:1로 컬럼 분리한 후, 에탄올로 재결정하여 화합물 R (21.7 g, 78 %)을 얻었다.
화합물 S 의 제조
화합물 R (15.0 g, 35.8 mmol)을 에테르 100mL에 녹이고, -78℃에서 메틸리튬 (에테르 중 1.6M, 145 mL, 232.46 mmol)을 넣고 실온으로 올린 후 4시간 반응 시켰다. 에탄올/아세톤(부피비 1:1)으로 재결정하여 화합물 S (10.4 g, 69 %)를 얻었다.
화합물 T 의 제조
화합물 S (14.0 g, 33.4 mmol)를 진한 H3PO4 150mL에 넣고 5시간 반 동안 교반시켰다. 믈/에틸 아세테이트로 추출한 후 에탄올로 재결정하여 화합물 T (9.15 g, 75%)를 얻었다.
화합물 U 의 제조
화합물 T (7 g, 19.2 mmol)를 메틸렌 클로라이드에 녹인 후 0℃에서 NBS (4.09 g, 23.0 mmol)를 첨가한다. 5시간 후 물과 에틸 아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하여 에탄올/아세톤(부피비 1:2)으로 재결정하여 화합물 U (6.4 g, 75%)를 얻었다.
화합물 1221 의 제조
화합물 U (5 g, 11.3 mmol), 페닐보론산 (1.9 g, 15.18 mmol) 및 테트라키스 팔라듐(0)트리페닐포스핀(Pd(PPh3)4)(0.8 g, 0.52 mmol)을 톨루엔 100 mL와 에탄올 50 mL에 녹인 다음, 2M 탄산나트륨 수용액 50 mL을 넣고 120℃에서 4시간 동안 환류 교반하였다. 그런 다음 온도를 25℃로 낮추고 증류수 200 mL를 가해 반응을 종료하고, 에틸아세테이트 150 mL로 추출, 감압 건조시켰다. 이를 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 목적화합물 1221 (1.5 g, 3.75 mmol)을 얻었다.
상기 제조예 1 내지 6의 방법을 이용하여 유기 발광 화합물 1 내지 화합물 1528을 제조하였으며, 표 1에 제조된 유기 발광 화합물들의 1H NMR 및 MS/FAB를 나타내었다.
[표 1]
Figure 112013036154861-pat00133
Figure 112013036154861-pat00134
Figure 112013036154861-pat00135
Figure 112013036154861-pat00136
Figure 112013036154861-pat00137
Figure 112013036154861-pat00138
Figure 112013036154861-pat00139
Figure 112013036154861-pat00140

[실시예 1] 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물을 이용한 OLED 소자의 발광 특성(I)
본 발명의 전자재료용 화합물을 이용한 구조의 OLED 소자를 제작하였다.
우선, OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)(1)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막(15 Ω/□) (2)을, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다.
다음으로, 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 하기 구조의 4,4',4"-트리스(N,N-(2-나프틸)-페닐아미노)트리페닐아민(2-TNATA)을 넣고, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 60 nm 두께의 정공주입층(3)을 증착하였다.
Figure 112013036154861-pat00141
이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기구조 N,N'-비스(α-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-디아민(NPB)을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 NPB를 증발시켜 정공주입층 위에 20 nm 두께의 정공전달층(4)을 증착하였다.
Figure 112013036154861-pat00142
정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트 재료로 10-6 torr하에서 진공 승화 정제된 본 발명에 따른 화합물(예 : 화합물 279)을 넣고, 다른쪽 셀에는 발광 도판트(예 :화합물 (piq)2Ir(acac))를 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 4 내지 10중량%로 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층(5)을 증착하였다.
Figure 112013036154861-pat00143

이어서 상기 발광층 위에 정공차단층으로 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)-(p-페닐페놀라토)알루미늄(III)(BAlq)을 5 nm의 두께로 증착시키고, 이어서 전자전달층(6)으로써 하기 구조의 트리스(8-하이드록시퀴놀린)-알루미늄(III)(Alq)을 20 nm 두께로 증착한 다음, 전자주입층(7)으로 하기 구조의 화합물 리튬 퀴놀레이트(Liq)를 1 내지 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극(8)을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED를 제작하였다.
Figure 112013036154861-pat00144

[비교예 1] 종래의 발광 재료를 이용한 OLED 소자의 발광 특성
진공 증착 장비 내의 다른 셀에 발광 호스트 재료로서 본 발명에 따른 전기 발광 화합물 대신에 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)-(p-페닐페놀라토)알루미늄(III) (BAlq)을 넣은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 OLED 소자를 제작하였다.
Figure 112013036154861-pat00145

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조된 본 발명에 따른 전자재료용 화합물과 종래의 발광 화합물을 함유하는 OLED 소자의 구동전압 및 전력효율을 1,000 cd/㎡ 에서 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112013036154861-pat00146
상기 표 2로부터 본 발명에서 개발한 착물들의 발광 특성이 종래의 재료 대비 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 전기 발광 화합물을 호스트 재료로 사용한 소자는 발광특성이 뛰어나며, 또한 구동전압을 강하시켜줌으로써 0.8~2.2 lm/W의 전력효율의 상승을 유도하여 소비전력을 개선시킬 수 있다.
[실시예 2] 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물을 이용한 OLED 소자의 발광 특성(II)
실시예 1과 동일한 방법으로 정공주입층(3)을 형성시킨 후, 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 하기구조 화합물 394를 넣고, 셀에 전류를 인가하여 증발시켜 정공주입층 위에 20 nm 두께의 정공전달층(4)을 증착하였다.
Figure 112013036154861-pat00147
그 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제작하였다.
상기 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 본 발명에 따른 전자재료용 화합물과 종래의 발광 화합물을 함유하는 OLED 소자의 발광 효율을 각각 5,000 cd/m2에서 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure 112013036154861-pat00148
본 발명에서 개발한 화합물들이 성능 측면에서 종래의 재료 대비 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 3] 본 발명에 따른 유기 전자재료용 화합물을 이용한 OLED 소자의 발광 특성(III)
실시예 1과 동일한 방법으로 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 장비 내의 셀에 하기구조의 화합물 494를 넣고, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 화합물 494를 증발시켜 ITO 기판 상에 60 nm 두께의 정공주입층(3)을 증착하였다.
Figure 112013036154861-pat00149
그 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED 소자를 제작하였다.
상기 실시예 3 및 비교예 1에서 각각 제조된 본 발명에 따른 유기 발광 화합물 및 종래의 발광 화합물을 함유하는 OLED 소자의 발광 효율을 각각 5,000 cd/m2에서 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
Figure 112013036154861-pat00150
본 발명에서 개발한 화합물들이 성능 측면에서 종래의 재료 대비 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 전자재료용 화합물을 포함하는, 인광 발광용 유기 전자 소자.
    [화학식 1]
    Figure 112015008779696-pat00177

    상기 화학식 1에서,
    X 및 Y는 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR31R32)a-, -S- 또는 -O-이고;
    L1, L2 및 L3는 서로 독립적으로 화학결합이거나, (C6-C60)아릴렌, (C3-C60)헤테로아릴렌, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬렌, (C3-C60)시클로알킬렌, 아다만틸렌, (C7-C60)바이시클로알킬렌, (C2-C60)알케닐렌, (C2-C60)알키닐렌, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬렌, (C1-C60)알킬렌티오, (C1-C60)알킬렌옥시, (C6-C60)아릴렌옥시 또는 (C6-C60)아릴렌티오이고;
    R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오 또는 NR11R12이거나, 하기 구조에서 선택되는 치환기이고, R1, R2 및 R3가 동시에 수소인 경우는 제외하고;
    Figure 112015008779696-pat00178

    R11 및 R12는 서로 독립적으로 (C6-C60)아릴 또는 (C3-C60)헤테로아릴이거나, 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있고;
    R13 내지 R30은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R13 내지 R25는 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
    A 및 B는 서로 독립적으로 화학결합이거나, -(CR31R32)a-, -N(R33)-, -S-, -O-, -Si(R34)(R35)-, -P(R36)-, -C(=O)-, -B(R37)-, -In(R38)-, -Se-, -Ge(R39)(R40)-, -Sn(R41)(R42)-, -Ga(R43)- 또는 -(R44)C=C(R45)-이며;
    R31 내지 R45는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R31과 R32, R34와 R35, R39와 R40, R41와 R42 및 R44와 R45는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 L1, L2 및 L3의 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴렌옥시 및 아릴렌티오; R1, R2, R3, R11 및 R12의 아릴 및 헤테로아릴; R13 내지 R30 및 R31 내지 R45의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 알킬옥시, 알킬티오, 아릴옥시, 아릴티오, 알킬아미노, 아릴아미노, 알콕시카보닐, 알킬카보닐 또는 아릴카보닐은 중수소, 할로겐, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C6-C60)아릴로 치환 또는 비치환된 (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, 카바졸릴, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카르복실, 나이트로 및 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있고;
    x 및 y는 1이고;
    a는 0 내지 1의 정수이고;
    단, X 및 Y가 서로 동일한 경우는 제외하고;
    단,
    Figure 112015008779696-pat00179
    ,
    Figure 112015008779696-pat00180
    또는
    Figure 112015008779696-pat00181
    가 서로 독립적으로 디(C6-C60)아릴아미노기, ((C6-C60)아릴)((C3-C60)헤테로아릴)아미노기 또는 디(C3-C60)헤테로아릴아미노기인 경우는 제외되고,
    Figure 112015008779696-pat00182
    ,
    Figure 112015008779696-pat00183
    또는
    Figure 112015008779696-pat00184
    가 서로 독립적으로 9-카바졸인 경우는 제외되며,
    X가 CR31R32이고 R31 및 R32가 페닐인 경우, 페닐의 치환기에서 디(C6-C60)아릴아미노 또는 (C6-C60)아릴은 제외된다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 전자재료용 화합물이 하기 화학식 3으로 표시되는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
    [화학식 3]
    Figure 112015008779696-pat00158

    상기 화학식 3에서,
    L1, L2, L3, R1, R2, R3, R31 및 R32는 청구항 제1항에서의 정의와 동일하다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소, 중수소 또는 NR11R12이거나, 하기 구조에서 선택되는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
    Figure 112015008779696-pat00162

    [R11 및 R12는 청구항 제1항에서의 정의와 동일하며;
    R51 내지 R64는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬(C6-C60)아릴, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카복실산, 나이트로 또는 하이드록시이며;
    A 및 B는 서로 독립적으로 -C(R31)(R32)-, -N(R33)-, -S-, -O-, -Si(R34)(R35)-, -P(R36)-, -C(=O)-, -B(R37)-, -In(R38)-, -Se-, -Ge(R39)(R40)-, -Sn(R41)(R42)-, -Ga(R43)- 또는 -(R44)C=C(R45)-이며;
    R31 내지 R45는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, (C6-C60)아릴카보닐, 카복실산, 나이트로 또는 하이드록시이거나, R31과 R32, R34와 R35, R39와 R40, R41와 R42 및 R44와 R45는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C60)알킬렌 또는 (C3-C60)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
    상기 R31 내지 R45 및 R51 내지 R64의 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 시클로알킬, 트리알킬실릴, 디알킬아릴실릴, 트리아릴실릴, 아다만틸, 바이시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬아미노 또는 아릴아미노는 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 아다만틸, (C7-C60)바이시클로알킬, (C2-C60)알케닐, (C2-C60)알키닐, (C1-C60)알콕시, (C1-C60)알킬티오, 시아노, (C1-C60)알킬아미노, (C6-C60)아릴아미노, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, (C6-C60)아릴카보닐, (C1-C60)알콕시카보닐, (C1-C60)알킬카보닐, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로 더 치환될 수 있으며;
    b는 1 내지 5의 정수이고, c는 1 내지 4의 정수이고, d는 1 내지 3의 정수이다.]
  4. 제2항에 있어서,
    상기 L1, L2 및 L3는 서로 독립적으로 화학결합이거나, 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 플루오레닐렌, 페난트릴렌, 안트릴렌, 플루오란테닐렌, 트리페닐레닐렌, 피레닐렌, 크라이세닐렌, 나프타세닐렌, 페릴레닐렌, 스피로바이플루오레닐렌, 테트라하이드로나프틸렌, 아세나프테닐렌, 인데닐렌, 피리딜렌, 바이피리딜렌, 피롤릴렌, 퓨릴렌, 티에닐렌, 이미다졸릴렌, 벤조이미다졸릴렌, 피라지닐렌, 피리미디닐렌, 피리다지닐렌, 퀴놀릴렌, 트리아지닐렌, 벤조퓨릴렌, 디벤조퓨릴렌, 벤조티에닐렌, 디벤조티에닐렌, 피라졸릴렌, 인돌릴렌, 카바졸릴렌, 인데노카바졸릴렌, 티아졸릴렌, 옥사졸릴렌, 벤조티아졸릴렌, 벤조옥사졸릴렌, 페난트리디닐렌, 페난트롤리닐렌, 피페리디닐렌, 퀴나졸리닐렌,
    Figure 112015008779696-pat00163
    또는
    Figure 112015008779696-pat00164
    에서 선택되는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이고; 상기 L1, L2 및 L3의 아릴렌, 헤테로아릴렌은 중수소, 할로겐, (C1-C60)알킬, 할로(C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C3-C60)헤테로아릴, 모폴리노, 티오모폴리노, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 5원 내지 6원의 헤테로시클로알킬, (C3-C60)시클로알킬, 트리(C1-C60)알킬실릴, 디(C1-C60)알킬(C6-C60)아릴실릴, 트리(C6-C60)아릴실릴, 시아노, 카바졸릴, (C6-C60)아르(C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬옥시, (C1-C60)알킬티오, (C6-C60)아릴옥시, (C6-C60)아릴티오, 카르복실, 나이트로 및 하이드록시로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인광 발광용 유기 전자 소자는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어져 있으며, 상기 유기물층은 상기 유기 전자재료용 화합물 하나 이상과 하기 화학식 7로 표시되는 도판트 하나 이상을 포함하는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
    [화학식 7]
    M1L101L102L103
    상기 화학식 7에서 M1은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족 및 16족의 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 리간드 L101, L102 및 L103 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다.
    Figure 112015008779696-pat00165

    Figure 112015008779696-pat00166

    [R101 내지 R103은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C60)알킬로 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고;
    R104 내지 R119는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, (C3-C60)시클로알킬, (C2-C30)알케닐, (C6-C60)아릴, 모노 또는 디(C1-C30)알킬아미노, 모노 또는 디(C6-C30)아릴아미노, SF5, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 시아노 또는 할로겐이고, 상기 R104 내지 R119의 알킬, 시클로알킬, 알케닐 또는 아릴은 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
    R120 내지 R123는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, 또는 (C1-C60)알킬로 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C60)아릴이고;
    R124 및 R125는 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이거나, R124와 R125는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며, 상기 R124 및 R125의 알킬, 아릴 또는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리는 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, 할로겐, 트리(C1-C30)알킬실릴, 트리(C6-C30)아릴실릴 및 (C6-C60)아릴로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며;
    R126은 (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴, (C5-C60)헤테로아릴 또는 할로겐이고;
    R127 내지 R129은 서로 독립적으로 수소, 중수소, (C1-C60)알킬, (C6-C60)아릴 또는 할로겐이고, 상기 R126 내지 R129의 알킬 및 아릴은 할로겐 또는 (C1-C60)알킬로 더 치환될 수 있으며;
    Q는
    Figure 112015008779696-pat00167
    ,
    Figure 112015008779696-pat00168
    또는
    Figure 112015008779696-pat00169
    이며, R201 내지 R212는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C60)알킬, (C1-C30)알킬옥시, 할로겐, (C6-C60)아릴, 시아노 또는 (C5-C60)시클로알킬이거나, R201 내지 R212는 서로 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)스피로고리 또는 (C5-C9)융합고리를 형성하거나, R107 또는 R108과 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 (C5-C7)융합고리를 형성할 수 있다.]
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  7. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함하는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  8. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전하생성층을 포함하는 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  9. 제5항에 있어서, 상기 인광 발광용 유기 전자 소자는 상기 유기 전자재료용 화합물과 청색, 녹색 또는 적색의 파장을 발광피크로 갖는 화합물을 동시에 포함하는 유기 디스플레이인 것인, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  10. 제5항에 있어서, 한 쌍의 전극 중 하나 이상의 내측 표면에 환원성 도판트(dopant)와 유기물의 혼합 영역, 또는 산화성 도판트와 유기물의 혼합 영역이 배치되어 있는, 인광 발광용 유기 전자 소자.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전자재료용 화합물을 포함하는 유기 태양 전지.
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