KR102428232B1 - 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102428232B1
KR102428232B1 KR1020200138278A KR20200138278A KR102428232B1 KR 102428232 B1 KR102428232 B1 KR 102428232B1 KR 1020200138278 A KR1020200138278 A KR 1020200138278A KR 20200138278 A KR20200138278 A KR 20200138278A KR 102428232 B1 KR102428232 B1 KR 102428232B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
layer
light
ring
Prior art date
Application number
KR1020200138278A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210053209A (ko
Inventor
이범성
오현지
문성윤
이선희
김원삼
이광명
조민지
Original Assignee
덕산네오룩스 주식회사
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 덕산네오룩스 주식회사 filed Critical 덕산네오룩스 주식회사
Priority to US17/773,732 priority Critical patent/US20230009845A1/en
Priority to PCT/KR2020/014745 priority patent/WO2021085982A1/ko
Priority to CN202080075750.9A priority patent/CN114641870A/zh
Publication of KR20210053209A publication Critical patent/KR20210053209A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102428232B1 publication Critical patent/KR102428232B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L51/5004—
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • H01L51/0059—
    • H01L51/006—
    • H01L51/0071—
    • H01L51/0072—
    • H01L51/0073—
    • H01L51/0074—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5048—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • 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
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

본 발명은 제 1전극, 제 2전극 및 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이의 유기물층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자장치를 관한 것으로, 상기 유기물층이 복수의 발광보조층을 포함하고, 복수의 발광보조층의 HOMO 에너지 준위를 이웃한 유기물층과의 관계에서 특정한 조건으로 한정함으로써 유기전기소자의 구동전압, 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치{AN ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT COMPRISING PLURALITY OF EMISSION-AUXILIARY LAYERS AND AN ELECTRONIC DEVICE COMPRISING IT}
본 발명은 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각각의 HOMO 에너지 준위가 정공수송층의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 발광층의 HOMO 에너지 준위보다는 높은 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
일반적으로 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재조합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다.
하지만, 정공수송층에 사용되는 물질의 경우 낮은 HOMO 값을 가져야 하기 때문에 대부분 낮은 T1 값을 가지며, 이로 인해 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 정공수송층으로 넘어가게 되어 결과적으로 발광층 내 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 정공수송층 계면에서 발광하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해 다수개의 정공수송층을 형성하거나 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층을 형성한 유기전기소자가 제안되고 있다.
한국 특허 공개번호 제10-2014-0001581호, 제10-2015-0023174 등에는 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기전기소자에 대해 개시하고 있다. 이러한 유기전기소자는 1종의 정공수송성 물질을 가지는 정공수송층에 p형 도핑 물질을 도핑하거나 또는 전도성이 높은 정공주입성 물질을 혼합하여 소자의 구동전압을 감소시킴으로써 정공 주입 특성을 향상시키고자 하였다.
하지만, 이러한 방법은 소자의 구동 전압은 감소시키지만 전도성이 높은 정공수송성 물질을 사용하게 되어 전하가 과다하게 주입됨으로써 소자의 수명이 감소하고, 소자 내에 주입된 전자에 의해 정공수송성 물질이 열화(degradation)되기 쉽다. 그 결과 정공수송층과 발광층 사이의 계면 근처에서 발광이 발생하여 비발광 퀀칭(quenching)이 증가함으로써 여전히 소자의 효율 및 수명이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정공수송층과 발광층 사이에 소정 두께를 갖는 복수의 발광보조층을 형성하되 이들 발광보조층의 HOMO 에너지 준위를 이웃한 유기물층의 HOMO 에너지 준위를 고려하여 적절하게 조절함으로써, 복수의 발광보조층 형성시 p형 도핑 물질을 사용하지 않고도 발광 효율 및 수명 등이 개선된 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 정공수송층의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 발광층의 HOMO 에너지 준위보다 높은 HOMO 에너지를 준위를 갖는 소정 두께의 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기전기소자를 포함하는 전자장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 정공수송층과 발광층 사이에 소정 두께를 갖는 복수의 발광보조층을 형성하되 이들 발광보조층의 HOMO 에너지 준위가 정공수송층의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 발광층의 HOMO 에너지 준위보다는 높도록 에너지 준위를 조절함으로써, p형 도핑 물질을 사용하지 않고 단일물질만을 사용하여 각 발광보조층을 형성하더라도 소자의 안정성이 개선되고 비발광 퀀칭(quenching) 없이 발광 효율과 수명이 향상된 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자의 에너지 준위를 나타낸 유기물층의 개략적 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "플루오렌일기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를, "플루오렌일렌기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를 의미하며, 본 발명에서 사용된 플루오렌일기 또는 플루오렌일렌기는 하기 구조에서 R과 R'이 서로 결합되어 형성된 스파이로 화합물을 포함하고, 이웃한 R"이 서로 결합하여 고리를 형성한 화합물도 포함한다. "치환된 플루오렌일기", "치환된 플루오렌일렌기"는 하기 구조에서 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, 아래 화학식에서 R"은 1~8개일 수 있다. 본 명세서에서는 가수와 상관없이 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 플루오렌트리일기 등을 모두 플루오렌기라고 명명할 수도 있다.
Figure 112020112662217-pat00001
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결'을 가지며, 스파이로 연결은 2개의 고리가 오로지 1개의 원자를 공유함으로써 이루어지는 연결을 의미한다. 이때, 두 고리에 공유된 원자를 '스파이로 원자'라 하며, 한 화합물에 들어 있는 스파이로 원자의 수에 따라 이들을 각각 '모노스파이로-', '다이스파이로-', '트라이스파이로-' 화합물이라 한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"와 같은 방향족 고리뿐만 아니라 비방향족 고리도 포함하며, 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 고리를 의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타내며, 헤테로고리기는 헤테로원자를 포함하는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 의미한다. 또한, 고리를 형성하는 탄소 대신 하기 화합물과 같이 SO2, P=O 등과 같은 헤테로원자단을 포함하는 화합물도 헤테로고리기에 포함될 수 있다.
Figure 112020112662217-pat00002
본 발명에 사용된 용어 "지방족고리기"는 방향족탄화수소를 제외한 고리형 탄화수소를의미하며, 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함하며, 다른 설명이 없는 한 탄소수 3 내지 60의 고리를의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 방향족고리인 벤젠과 비방향족고리인 사이클로헥산이 융합된 경우에도 지방족고리에 해당한다.
본 명세서에서 각 기호 및 그 치환기의 예로 예시되는 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기 등에 해당하는 '기 이름'은 '가수를 반영한 기의 이름'을 기재할 수도 있지만, '모체화합물 명칭'으로 기재할 수도 있다. 예컨대, 아릴기의 일종인 '페난트렌'의 경우, 1가의 '기'는 '페난트릴'로 2가의 기는 '페난트릴렌' 등과 같이 가수를 구분하여 기의 이름을 기재할 수도 있지만, 가수와 상관없이 모체 화합물 명칭인 '페난트렌'으로 기재할 수도 있다. 유사하게, 피리미딘의 경우에도, 가수와 상관없이 '피리미딘'으로 기재하거나, 1가인 경우에는 피리미딘일기, 2가의 경우에는 피리미딘일렌 등과 같이 해당 가수의 '기의 이름'으로 기재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서는 화합물 명칭이나 치환기 명칭을 기재함에 있어 위치를 표시하는 숫자나 알파벳 등은 생략할 수도 있다. 예컨대, 피리도[4,3-d]피리미딘을 피리도피리미딘으로, 벤조퓨로[2,3-d]피리미딘을 벤조퓨로피리미딘으로, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌을 다이메틸플루오렌 등과 같이 기재할 수 있다. 따라서, 벤조[g]퀴녹살린이나 벤조[f]퀴녹살린을 모두 벤조퀴녹살린이라고 기재할 수 있다.
또한, 명시적인 설명이 없는 한,　본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에　의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
Figure 112020112662217-pat00003
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하는 것을 의미하는데, 즉 a가 0인 경우는 벤젠고리를 형성하는 탄소에 모두 수소가 결합된 것을 의미하며, 이때 탄소에 결합된 수소의 표시를 생략하고 화학식이나 화합물을 기재할 수 있다. 또한, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 예컨대 아래와 같이 결합할 수 있고, a가 4 내지 6의 정수인 경우에도 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, a가 2 이상의 정수인 경우 R1은 서로 같거나 상이할 수 있다.
Figure 112020112662217-pat00004
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 축합환을 표시할 때 '숫자-축합환'에서 숫자는 축합되는 고리의 개수를 나타낸다. 예컨대, 안트라센, 페난트렌, 벤조퀴나졸린 등과 같이 3개의 고리가 서로 축합한 형태는 3-축합환으로 표기할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 5원자 고리, 6원자 고리 등과 같이 '숫자원자' 형식으로 고리를 표현한 경우, '숫자-원자'에서 숫자는 고리를 형성하는 원소의 개수를 나타낸다. 예컨대, 싸이오펜이나 퓨란 등은 5원자 고리에 해당할 수 있고, 벤젠이나 피리딘은 6원자 고리에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성한 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, '이웃한 기끼리'라 함은, 하기 화학식을 예로 들어 설명하면, R1과 R2끼리, R2와 R3끼리, R3과 R4끼리, R5와 R6끼리 뿐만 아니라, 하나의 탄소를 공유하는 R7과 R8끼리도 포함되고, R1과 R7끼리, R1과 R8끼리 또는 R4와 R5끼리 등과 같이 바로 인접하지 않은 고리 구성 원소(탄소나 질소 등)에 결합된 치환기도 포함될 수 있다. 즉, 바로 인접한 탄소나 질소 등과 같은 고리 구성 원소에 치환기가 있을 경우에는 이들이 이웃한 기가 될 수 있지만, 바로 인접한 위치의 고리 구성 원소에 그 어떤 치환기도 결합되지 않은 경우에는 그 다음 고리 구성 원소에 결합된 치환기와 이웃한 기가 될 수 있고, 또한 동일 고리 구성 탄소에 결합된 치환기끼리도 이웃한 기라고 할 수 있다.
하기 화학식에서 R7과 R8처럼 동일 탄소에 결합된 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우에는 스파이로 모이어티가 포함된 화합물이 형성될 수 있다.
Figure 112020112662217-pat00005
,
Figure 112020112662217-pat00006
또한, 본 명세서에서 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다'라는 표현은 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 선택적으로 고리를 형성한다'라는 것과 동일한 의미로 사용되며, 적어도 한 쌍의 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아미노기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자(100)는 기판(미도시) 상에 형성된 제1 전극(110)과, 제2 전극(170), 그리고 제1 전극(110)과 제2 전극(170) 사이에 형성된 유기물층을 포함한다.
상기 제1 전극(110)은 애노드(양극)이고, 제2 전극(170)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제1 전극이 캐소드이고 제2 전극이 애노드일 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150), 전자주입층(160) 등을 포함하며, 정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 발광보조층(220)이 형성된다. 또한, 정공수송층(130)과 발광보조층(220) 사이에는 버퍼층(210)이 더 형성될 수도 있다.
구체적으로, 제1 전극(110) 상에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160) 등이 순차적으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(170)의 양면 중에서 유기물층과 접하지 않는 일면에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있으며, 광효율 개선층(180)이 형성될 경우 유기전기소자의 광효율이 향상될 수 있다.
예를 들면, 제2 전극(170) 상에 광효율 개선층(180)이 형성될 수 있는데, 전면발광(top emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 형성됨으로써 제2 전극(170)에서의 SPPs (surface plasmon polaritons)에 의한 광학 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배면발광(bottom emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 제2 전극(170)에 대한 완충 역할을 수행할 수 있다.
도 1에 도시되지는 않았으나, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층이 더 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 발광보조층(220)에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자의 에너지 준위를 나타낸 유기물층의 개략적 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기물층은 복수의 발광보조층을 포함하며, 도 2는 두 개의 발광보조층이 포함된 유기물층을 나타낸다. 복수의 발광보조층(220)은 정공수송층(130)에 인접한 제1 발광보조층(221) 및 발광층(140)에 인접한 제2 발광보조층(222)을 포함한다.
바람직하게는, 상기 발광보조층(220)의 HOMO 에너지 준위는 상기 정공수송층(130)의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 상기 발광층(140)의 HOMO 에너지 준위보다는 높으며, 상기 제1 발광보조층(221)의 HOMO 에너지 준위가 상기 제2 발광보조층(222)의 HOMO 에너지 준위보다 높다.
HOMO 값은 마이너스 값을 가지므로, 'HOMO 에너지 준위가 더 낮다'는 것은 절대값이 더 크다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 발광보조층(220)의 HOMO 에너지 준위의 절대값은 정공수송층(130)의 HOMO 에너지 준위의 절대값보다는 크고 발광층(140)의 HOMO 에너지 준위의 절대값보다는 작으며, 제1 발광보조층(221)의 HOMO 에너지 준위의 절대값이 제2 발광보조층(222)의 HOMO 에너지 준위의 절대값보다 작은 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제1 발광보조층(221)은 추가적 도핑없이 한 종류의 화합물로 형성되고 두께가 200~400Å이며, 상기 제2 발광보조층(222)도 추가적 도핑없이 한 종류의 화합물로 형성되고 두께가 50~200Å이며, 상기 발광보조층의 총 두께는 300~400Å이다. 여기서 '추가적 도핑'이라 함은 p-도핑 물질로 도핑하는 것을 의미할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 발광보조층(220) 각각은 p-도핑 물질 등으로 추가적 도핑없이 한 종류의 화합물로만 형성되지만, 인접한 유기물층과의 관계에서 적절한 HOMO 에너지 준위를 갖는 소정 두께로 형성됨으로써 유기전기소자의 수명 및 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 제1 발광보조층(221)의 HOMO 에너지 준위가 상기 제2 보조층(222)의 HOMO 에너지 준위보다 0.01~0.5 eV 높으며, 상기 제1 발광보조층(221) 및 제2 발광보조층(222)의 HOMO 에너지 준위는 절대값 기준으로 각각 5.50~5.69 eV이다. 즉, 제1 발광보조층(221)과 제2 발광보조층(222)의 HOMO 에너지 준위가 각각 -5.69 eV 이상 -5.50 eV 이하의 값을 갖되 제1 발광보조층(221)의 HOMO 에너지 준위가 상기 제2 보조층(222)의 HOMO 에너지 준위보다는 높은 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 발광층은 적색 발광층 또는 녹색 발광층이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 유기물층은 정공수송층, 발광보조층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택이 복수개 형성된 형태일 수도 있다.
일반적으로 유기전계발광소자는 발광부의 수에 따라 단일 발광구조 소자 (Single OLED) 와 다층 발광구조 소자(Tandem OLED)로 나뉠 수 있다. 다층 발광구조 소자 (Tandem OLED)는 두 개 이상의 발광부(stack)로 구성되는 OLED 소자로서, 기존의 Single OLED에 비해 구동 전압 및 효율 개선이 용이하다.
구체적으로, 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제1 전극, 제1 전극 상에 형성된 제1 스택, 제1 스택 상에 형성된 제2 스택 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서 스택이라 함은 유기물층에 해당될 수 있으며, 상기 제1 전극 및/또는 제2 전극의 양면 중에서 상기 유기물층에 접하지 않는 면에 광효율 개선층이 더 형성될 수 있다.
제1 스택과 제2 스택은 각각 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층이며, 제1 스택과 제2 스택은 동일 또는 서로 다른 적층 구조로 형성될 수 있다.
제1 스택과 제2 스택의 중에서 적어도 하나는 스택은 본 발명에 따른 복수의 발광보조층을 포함한다. 즉, 정공수송층과 발광층 사이에 본 발명에 따른 복수의 발광보조층을 포함되는데, 이러한 발광보조층은 제1 스택 및/또는 제2 스택에 포함될 수 있다.
또한, 제1 스택과 제2 스택 사이에는 전하 생성층(CGL: Charge Generation Layer)이 형성될 수 있다. 전하 생성층(CGL)은 제1 전하 생성층과 제2 전하 생성층을 포함할 수 있다. 이러한 전하 생성층(CGL)은 제1 스택의 발광층과 제2 스택의 발광층 사이에 형성되어 각각의 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하를 원활하게 분배하는 역할을 한다.
이러한 유기물층으로 된 스택은 2개 이상도 형성될 수 있는데, 예컨대 3개의 스택이 형성된 경우, 제2 스택 상에 전하 생성층(CGL)과 제3 스택이 추가적으로 더 적층될 수 있다.
이와 같이 다층의 스택 구조 방식에 의해 발광층이 복수개 형성될 경우, 각각의 발광층에서 발광된 광의 혼합 효과에 의해 백색 광이 발광되는 유기전기발광소자를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상의 광을 발광하는 유기전기발광소자를 제조할 수도 있다.
본 발명에 따른 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용액 공정 또는 솔벤트 프로세스(solvent process), 예컨대 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정, 롤투롤 공정, 닥터 블레이딩 공정, 스크린 프린팅 공정, 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 유기물층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으므로, 그 형성방법에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 이 디스플레이장치를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 발광보조층(220)의 HOMO 에너지 준위는 정공수송층(130)의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 발광층(140)의 HOMO 에너지 준위보다는 높다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 복수개의 발광보조층은 정공수송층에 인접한 제1 발광보조층 및 상기 발광층에 인접한 제2 발광보조층을 포함하며, 상기 제1 발광보조층 및 제2 발광보조층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
이때, 제1 발광보조층과 제2 발광보조층은 서로 다른 화합물로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 발광보조층과 제2 발광보조층이 모두 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 형성되거나 모두 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 형성되더라도 각 발광보조층은 서로 다른 화합물로 형성되는 것이 바람직하다.
<화학식 1> <화학식 2>
Figure 112020112662217-pat00007
상기 화학식 1 및 2에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
Ar1 내지 Ar7은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, Ar4와 Ar5는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, Ar6과 Ar7은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. Ar4와 Ar5이 서로 결합하거나 Ar6과 Ar7이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 이들이 직간접적으로 연결된 골격 내의 N과 함께 N을 포함하는 헤테로고리가 형성될 수 있다.
Ar1 내지 Ar7이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C18의 아릴기, 예컨대, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 페난트렌, 안트라센, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센 등일 수 있다.
Ar1 내지 Ar7이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C26의 헤테로고리기, 예컨대, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퓨란, 싸이오펜, 피롤, 실롤, 인덴, 인돌, 페닐-인돌, 벤조인돌, 페닐-벤조인돌, 벤조퓨란, 벤조싸이오펜, 벤조이미다졸, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조실롤, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 페난트롤린, 벤조나프토싸이오펜, 벤조나프토퓨란, 페닐-카바졸, 벤조카바졸, 페닐-벤조카바졸, 나프틸-벤조카바졸, 다이벤조카바졸, 인돌로카바졸, 벤조퓨로피리딘, 벤조싸이에노피리딘 등일 수 있다.
Ar1 내지 Ar7이 지방족고리기인 경우, 바람직하게는, C3~C20의 지방족고리기, 더욱 바람직하게는 C6~C16의 지방족고리기, 예컨대 사이클로헥산, 플루오란텐 등일 수 있다.
Ar1 내지 Ar7이 플루오렌일기인 경우, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌 등일 수 있다.
L1 내지 L7은 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
L1 내지 L7이 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더욱 바람직하게는 C6~C18의 아릴렌기, 예컨대, 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐, 파이렌, 페난트렌 등일 수 있다.
L1 내지 L7이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C22의 헤테로고리기, 예컨대, 카바졸, 페닐카바졸, 나프틸카바졸, 다이벤조싸이오펜, 다이벤조퓨란, 벤조나프토싸이오펜, 벤조나프토퓨란 등일 수 있다.
L1 내지 L7이 플루오렌일기인 경우, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌 등일 수 있다.
L8은 C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
L8이 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더욱 바람직하게는 C6~C18의 아릴렌기, 예컨대, 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐, 안트라센, 페난트렌, 파이렌 등일 수 있다.
L8이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C18의 헤테로고리기, 예컨대, 다이벤조싸이오펜, 다이벤조퓨란, 벤조나프토퓨란, 벤조나프토싸이오펜, 카바졸, 페닐카바졸 등일 수 있다.
L8이 플루오렌일기인 경우, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌 등일 수 있다.
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, Ar4와 Ar5이 서로 결합하여 형성한 고리, 및 Ar6과 Ar7이 서로 결합하여 형성한 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
상기 L'은 단일결합; C6~C20의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C20의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C20의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 A-1 또는 화학식 A-2로 표시될 수 있다.
<화학식 A-1> <화학식 A-2>
Figure 112020112662217-pat00008
상기 화학식 A-1 및 화학식 A-2에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
L1 내지 L3, Ar2, Ar3은 화학식 1에서 정의된 것과 같다.
Y1 및 Y2는 단일결합, O, S 또는 C(R5)(R6)이고, Y1과 Y2가 모두 단일결합인 경우는 제외한다.
R1 내지 R6, Z1, Z2는 서로 독립적으로 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R5와 R6은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, Z1과 Z2가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. R5와 R6이 서로 결합하거나 Z1과 Z2가 서로 결합할 경우 스파이로 화합물이 형성될 수 있고, 예컨대 스파이로바이플루오렌 등이 형성될 수 있다.
a, c 및 d는 각각 0~4의 정수이고, b는 0~3의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 서로 같거나 상이하다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R5과 R6이 서로 결합하여 형성된 고리, Z1과 Z2가 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고, 상기 L', Ra 및 Rb는 화학식 1에서 정의된 것과 같다.
상기 화학식 A-1은 하기 화학식 A-3 내지 A-6 중에서 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 A-3> <화학식 A-4>
Figure 112020112662217-pat00009
<화학식 A-5> <화학식 A-6>
Figure 112020112662217-pat00010
상기 화학식 A-3 내지 화학식 A-6에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
L1 내지 L3, Ar2, Ar3, R1, R2, a, b, Y1은 상기 화학식 A-1에서 정의된 것과 같고, Y3은 Y1과 동일하게 정의된다.
R1' 및 R2'은 서로 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 L', Ra 및 Rb는 화학식 1에서 정의된 것과 같다.
m은 0~4의 정수이고, n은 0~3의 정수이며, 이들이 2 이상의 정수인 경우, R1' 각각, R2' 각각은 서로 같거나 상이하다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 B-1로 표시될 수 있다.
<화학식 B-1>
Figure 112020112662217-pat00011
상기 화학식 B-1에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
L4 내지 L7, Ar4, Ar5, Ar7은 화학식 2에서 정의된 것과 같다.
A환, B환, C환 및 D환은 서로 독립적으로 C6-C20의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, 이들 각각은 하나 이상의 R로 치환될 수 있다.
X1 및 X2는 서로 독립적으로 O, S, N(Ar) 또는 C(R7)(R8)이다.
La 내지 Le는 서로 독립적으로 단일결합; C6-C20의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
Ard, Are 및 상기 Ar은 서로 독립적으로 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 R, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, R7과 R8은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, R7과 R8이 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고, 상기 L', Ra 및 Rb는 화학식 2에서 정의된 것과 같다.
상기 화학식 B-1은 하기 화학식 B-2 내지 화학식 B-6 중에서 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 B-2>
Figure 112020112662217-pat00012
<화학식 B-3> <화학식 B-4>
Figure 112020112662217-pat00013
<화학식 B-5> <화학식 B-6>
Figure 112020112662217-pat00014
상기 화학식 B-2 내지 화학식 B-6에서, Ar4, Ar5, Ar7, Ard, Are, X1, X2는 화학식 B-1에서 정의된 것과 같다.
바람직하게는, 상기 제1 발광보조층이 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어지는 경우, 상기 Ar1 내지 Ar7, 및 L8 중에서 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
<화학식 3>
Figure 112020112662217-pat00015
상기 화학식 3에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
*는 결합위치를 나타낸다. X는 N, N-(La-Ara), O, S 또는 C(R')(R")이다.
화학식 1의 Ar1~Ar3이 상기 화학식 3인 경우, X가 N-(La-Ara), O, S 또는 C(R')(R")이면 L1~L3은 상기 화학식 3에서 *로 표시된 탄소와 결합하고, X가 N이면 L1~L3은 X와 결합한다.
화학식 2의 Ar4~Ar7이 상기 화학식 3인 경우, X가 N-(La-Ara), O, S 또는 C(R')(R")이면 L4~L7은 상기 화학식 3에서 *로 표시된 탄소와 결합하고, X가 N이면 L4~L7은 X와 결합한다.
화학식 2의 L8이 상기 화학식 3인 경우, X가 N-(La-Ara), O, S 또는 C(R')(R")이면 골격 내에 있는 양쪽 N 각각과 상기 화학식 3의 *로 표시된 탄소가 결합하고, X가 N이면 골격 내에 있는 양쪽 N 중에서 하나와 X가 결합하고 양쪽 N 중에서 나머지 하나는 상기 화학식 3의 *로 표시된 탄소와 결합한다.
R1, R2, R' 및 R"은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R'과 R"이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, L', Ra 및 Rb는 상기에서 정의된 것과 같다.
a 및 b는 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R1 각각, R2 각각은 서로 같거나 상이하다.
상기 La는 단일결합; C6-C20의 아릴렌기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 Ara는 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 발광보조층이 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어지는 경우, 상기 Ar1 내지 Ar7이 C6-C24의 아릴기이고 L8가 C6-C24의 아릴렌기일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 제2 발광보조층이 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어지는 경우, 상기 Ar1 내지 Ar7, 및 L8 중에서 적어도 하나가 다이벤조퓨란일 수 있다.
상기 제1 발광보조층과 제2 발광보조층은 서로 다른 화합물로 형성될 수 있고, 상기 제1 발광보조층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112020112662217-pat00016
Figure 112020112662217-pat00017
Figure 112020112662217-pat00018
Figure 112020112662217-pat00019
Figure 112020112662217-pat00020
Figure 112020112662217-pat00021
Figure 112020112662217-pat00022
Figure 112020112662217-pat00023
Figure 112020112662217-pat00024
Figure 112020112662217-pat00025
Figure 112020112662217-pat00026
Figure 112020112662217-pat00027
Figure 112020112662217-pat00028
Figure 112020112662217-pat00029
Figure 112020112662217-pat00030
Figure 112020112662217-pat00031
Figure 112020112662217-pat00032
Figure 112020112662217-pat00033
Figure 112020112662217-pat00034
Figure 112020112662217-pat00035
Figure 112020112662217-pat00036
Figure 112020112662217-pat00037
Figure 112020112662217-pat00038
.
구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112020112662217-pat00039
Figure 112020112662217-pat00040
Figure 112020112662217-pat00041
Figure 112020112662217-pat00042
Figure 112020112662217-pat00043
Figure 112020112662217-pat00044
.
이하, 상기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물의 합성예에 대하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
합성예
[ 합성예 1] 화학식 1로 표시되는 화합물
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(Final product 1)은 본 출원인의 한국등록특허 10-1786749 호 (2017.10.11 일자 등록공고), 한국출원특허 2014-0152779 (2014.11.05 일자 출원), 한국출원특허 2014-0161275 (2014.11.19 일자 출원)에 개시된 합성방법으로 제조되었다.
<반응식 1> (Hal1 은 I, Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00045
Sub 1의 합성예
상기 반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2에 의해 합성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2> (Hal은 I, Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00046
1. Sub 1A-58의 합성예
Figure 112020112662217-pat00047
둥근바닥플라스크에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (50g, 295.5mmol), 2-bromo-11,11-dimethyl-11H-benzo[b]fluorene (95.5g, 295.5mmol), Pd2(dba)3 (8.12g, 8.9mmol), P(t-Bu)3 (3.59 g, 17.7mmol), NaOt-Bu (56.8g, 590.9mmol), toluene (1,477mL)을 넣고 100℃에서 반응을 진행시킨다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하여 생성된 유기물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 87.5g을 얻었다. (수율: 72%)
2. Sub 1A-59의 합성예
Figure 112020112662217-pat00048
둥근바닥플라스크에 Aniline (50g, 536.9mmol), 3-bromonaphtho[2,3-b]benzofuran (158.9g, 536.9mmol), Pd2(dba)3 (14.75g, 16.1mmol), P(t-Bu)3 (6.52g, 32.2mmol), NaOt-Bu (103.2g, 1,073.8mmol), Toluene (2,684mL)을 넣은 후 상기 Sub 1A-58의 합성법과 동일한 방법으로 진행시켜서 생성물 129.5g을 얻었다. (수율: 78%)
3. Sub1C -18의 합성예
Figure 112020112662217-pat00049
둥근바닥플라스크에 3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)aniline (43g, 128.96mmol), 4-bromodibenzo[b,d]furan (33.5g, 135.4mmol), Pd2(dba)3 (3.5g, 3.8mmol), P(t-Bu)3 (1.6 g, 7.7mmol), NaOt-Bu (37.2g, 386.9mmol), toluene (1,322mL)을 넣고 상기 Sub 1A-58의 합성법과 동일한 방법으로 진행시켜서 생성물 55.5g을 얻었다. (수율: 86.2%)
Sub 1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값은 하기 표 1과 같다.
Figure 112020112662217-pat00050
Figure 112020112662217-pat00051
Figure 112020112662217-pat00052
Figure 112020112662217-pat00053
Figure 112020112662217-pat00054
Figure 112020112662217-pat00055
Figure 112020112662217-pat00056
Figure 112020112662217-pat00057
Figure 112020112662217-pat00058
Figure 112020112662217-pat00059
Figure 112020112662217-pat00060
Figure 112020112662217-pat00061
[표 1]
Figure 112020112662217-pat00062
Figure 112020112662217-pat00063
Figure 112020112662217-pat00064
Figure 112020112662217-pat00065
Figure 112020112662217-pat00066
Sub 2의 합성예
상기 반응식 1의 Sub 2는 하기 반응식 3에 의해 합성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 3> (Hal1 및 Hal2는 서로 독립적으로 I, Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00067
1. Sub2B-1의 합성예
Figure 112020112662217-pat00068
(1) Sub2B-1-a의 합성예
둥근바닥플라스크에 5-chloro-2-iodobenzoic acid (50.0 g, 177 mmol), phenol (33.3 g, 354 mmol), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) (80.9 g, 531 mmol), pyridine (2.9 mL), Copper powder (1.5 g, 23 mmol), CuI (1.5 g, 7.97 mmol)를 넣고 DMF (1.2L)를 첨가한 후 3시간 환류시킨다. 반응이 완료되면 상온으로 식힌 뒤 3M HCl을 침전이 완료될 때까지 첨가한다. 이후,침전물을 물로 닦아주고 건조시켜 생성물을 38.3 g (수율 87%) 얻었다.
(2) Sub2B-1-b 합성예
Sub2B-1-a (38.3 g, 154 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 H2SO4 (1.1mL, 21.5 mmol)를 첨가한 후, 출발물질이 모두 녹을 때까지 환류시킨다. 출발물질이 모두 녹으면 상온으로 식힌 뒤 얼음물을 첨가시켜 침전시킨다. 그 후, 침전물을 물로 닦고 건조시킨 후 CH2Cl2로 녹인다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 23.09 g (수율 65%) 얻었다.
(3) Sub2B-1-c 합성예
2-bromo-1,1'-biphenyl (23.3 g, 99.7 mmol)을 질소분위기 하의 둥근바닥플라스크에서 THF (270 mL)로 녹인 후에, -78℃로 냉각시킨다. 이후 n-BuLi (40 mL) 을 천천히 적정한 후, 30분 동안 교반한다. 이후, Sub2B-1-b (23 g, 99.7 mmol)를 THF (140 mL)에 녹인 후 반응 중인 둥근바닥플라스크에 천천히 적정한 후, -78℃에서 1시간 교반한 후, 상온까지 서서히 올린다. 반응이 완료되면 에틸아세테이트와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 32.6 g (수율 85%) 얻었다.
(4) Sub2B-1 합성예
Sub2B-1-c (32 g, 84.7 mmol), 아세트산 (208 mL) 및 진한 염산 (34.6 mL)을 둥근바닥플라스크에 넣은 후 질소분위기하에 60~80℃에서 3시간 교반한다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 27.7 g (수율 91%) 얻었다.
2. Sub2B-11의 합성예
Figure 112020112662217-pat00069
(1) Sub2B-11-a 합성예
2-iodobenzoic acid (50.0 g, 202 mmol), thiophenol (22.2 g, 202 mmol), potassium hydroxide (56.6 g, 1008 mmol), Copper powder (1.3 g, 20.2 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 물 (1.3 L)을 첨가한 후 12시간 환류시킨다. 반응이 완료되면 상온으로 식힌 뒤 3M HCl을 침전이 완료될 때까지 첨가한다. 이후, 침전물을 물로 닦고 건조시킨 후 생성물을 41.3 g (수율 89%) 얻었다.
(2) Sub2B-11-b 합성예
Sub2B-11-a (41.3 g, 179 mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 H2SO4 (1.3 mL)를 첨가한 후, 출발물질이 모두 녹을 때까지 환류시킨다. 출발물질이 모두 녹으면 상온으로 식힌 뒤 얼음물을 첨가시켜 침전시킨다. 그 후, 침전물을 물로 닦고 건조시킨 후 CH2Cl2로 녹인다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 25.9 g (수율 68%) 얻었다.
(3) Sub2B-11-c 합성예
2-bromo-4'-chloro-1,1'-biphenyl (32.6 g, 122 mmol)을 질소분위기 하의 둥근바닥플라스크에서 THF로 녹인 후에, -78℃로 냉각시킨다. 이후 n-BuLi (49 mL)을 천천히 적정한 후, 30분 동안 교반한다. 이후, Sub2B-11-b (25.9 g, 122 mmol)를 THF에 녹인 후 반응 중인 둥근바닥플라스크에 천천히 적정한 후, -78℃에서 1시간 교반한 후, 상온까지 서서히 올린다. 반응이 완료되면 에틸아세테이트와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 40.1 g (수율 82%) 얻었다.
(4) Sub2B-11 합성예
Sub2B-11-c (40.1 g, 100 mmol), 아세트산 (250 mL) 및 진한 염산 (40 mL)을 둥근바닥플라스크에 넣은 후 질소분위기하에 60~80℃에서 3시간 교반한다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 31.8 g (수율 83%) 얻었다.
Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 화합물의 FD-MS 값은 하기 표 2와 같다.
Figure 112020112662217-pat00070
Figure 112020112662217-pat00071
Figure 112020112662217-pat00072
[표 2]
Figure 112020112662217-pat00073
Figure 112020112662217-pat00074
최종 화합물의 합성예
1. 1-76 합성예
Figure 112020112662217-pat00075
Sub 2C-46 (142.0g, 418.6mmol)를 Toluene (2,093mL)으로 녹인 후, Sub 1A-59 (129.5g, 418.6mmol), Pd2(dba)3 (11.5g, 12.6mmol), P(t-Bu)3 (5.1g, 25.1mmol), NaOt-Bu (80.5g, 837.2mmol) 첨가하고 100℃에서 반응을 진행시킨다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하여 생성된 유기물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 173.5g을 얻었다. (수율: 73%)
2. 1-110 합성예
Figure 112020112662217-pat00076
Sub 2C-33 (52.5g, 212.6mmol)을 Toluene (1,063mL)으로 녹인 후, Sub 1A-58 (87.5g, 212.6mmol), Pd2(dba)3 (5.8g, 6.4mmol), P(t-Bu)3 (2.6g, 12.8mmol), NaOt-Bu (40.9g, 425.2mmol)을 첨가하고, 상기 1-76의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 92.1g 얻었다. (수율: 75%)
3. P-1 합성예
Figure 112020112662217-pat00077
Sub2B-1 (20 g, 54.5 mmol)을 Toluene (400 mL)에 녹인 후, Sub1B-1 (18.3 g, 54.5 mmol), Pd2(dba)3 (1.5 g, 1.64 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (1.3 mL, 3.3 mmol), NaOt-Bu (15.7 g, 163.6 mmol)을 첨가하고 80℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 승화정제하여 생성물 29.8 g (수율: 82%)를 얻었다.
4. P-73 합성예
Figure 112020112662217-pat00078
Sub 2B-27 (17 g, 38.4 mmol)를 무수 Toluene (340 mL)에 녹인 후, Sub 1B-88 (16.4 g, 38.4 mmol), Pd2(dba)3 (1.05 g, 1.15 mmol), NaOt-Bu (11.06 g, 115.14 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (0.93 mL, 2.3 mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 20.4 g (수율: 80 %) 얻었다.
5. P1-2 합성예
Figure 112020112662217-pat00079
Sub 2B-1 (15 g, 40.9 mmol)를 무수 Toluene (300 mL)에 녹인 후, Sub 1B-95 (16.0 g, 40.9 mmol), Pd2(dba)3 (1.12 g, 1.2 mmol), NaOt-Bu (11.8 g,122.7 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (1.00 mL, 2.5 mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 24.2 g (수율: 84 %) 얻었다.
6. P1-13 합성예
Figure 112020112662217-pat00080
Sub 2B-1 (10.2 g, 27.8 mmol)를 무수 Toluene (210 mL)에 녹인 후, Sub 1A-12 (12.6 g, 27.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.8 g, 0.76 mmol), NaOt-Bu (8.0 g,83.4 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (0.7 mL, 1.7 mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 17.6 g (수율: 81 %) 얻었다.
7. P1-86 합성예
Figure 112020112662217-pat00081
Sub 2B-1 (33g, 89.9mmol)를 무수 Toluene (922 mL)에 녹인 후, Sub 1C-18 (47.2g, 94.5mmol), Pd2(dba)3 (2.5 g, 2.7 mmol), NaOt-Bu (25.9 g,269.8 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (1.1mL, 5.4 mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 63.5g (수율: 85.1%) 얻었다.
8. P2-3 합성예
Figure 112020112662217-pat00082
Sub 2B-1 (9.5 g, 25.9 mmol)을 무수 Toluene (200 mL)으로 녹인 후, Sub 1D-3 (13.3 g, 25.9 mmol), Pd2(dba)3 (0.7 g, 0.8 mmol), NaOt-Bu (7.5 g,77.7 mmol), P(t-Bu)3(50wt% Sol.) (0.6 mL, 0.8 mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 18.1 g (수율: 83 %) 얻었다.
9. P3-80의 합성
Figure 112020112662217-pat00083
Sub1C-2 (10g, 20.59mmol)를 toluene (211 mL)으로 녹인 후, Sub2C-33 (5.34g, 21.62mmol), Pd2(dba)3 (0.57g, 0.62mmol), P(t-Bu)3 (0.33g, 1.65mmol), NaOt-Bu (5.94g, 61.78mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 10.87g 얻었다. (수율: 81%)
10. P3-88의 합성
Figure 112020112662217-pat00084
Sub1C-28 (8.9g, 16.93mmol)를 toluene (174 mL)에 녹인 후, Sub2C-27 (4.86g, 17.78mmol), Pd2(dba)3 (0.47g, 0.51mmol), P(t-Bu)3 (0.27g, 1.35mmol), NaOt-Bu (4.88g, 50.79mmol)을 첨가하고, 상기 P-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물을 9.72g 얻었다. (수율: 80%)
상기와 같은 합성법에 따라 제조된 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 FD-MS 값은 하기 표 3과 같다.
[표 3]
Figure 112020112662217-pat00085
Figure 112020112662217-pat00086
Figure 112020112662217-pat00087
Figure 112020112662217-pat00088
Figure 112020112662217-pat00089
Figure 112020112662217-pat00090
Figure 112020112662217-pat00091
[ 합성예 2] 화학식 2로 표시되는 화합물
본 발명에 따른 화학식 2로 표시되는 화합물(final products 2) 은 하기 반응식 2와 같이 Sub 3과 Sub 4를 반응시켜 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하기 Sub 3은 반응식 1의 Sub 1과 동일할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 화학식 2로 표시되는 화합물(final product 2)은 본 출원인의 한국등록특허 10-1614739호 (2016.04.18일자 등록공고), 한국출원특허 10-2016-0110817 (2016.08.30일자 출원)에 개시된 합성방법으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 4> (Hal3는 Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00092
Sub 3의 합성예
상기 반응식 3의 Sub 3은 하기 반응식 5의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 5> (Hal4는 Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00093
상기 반응식 5에서 A', B'은 Ar6, Ar7에 해당하고, C' 및 D'은 L6, L7에 해당한다.
1. Sub 3-1 합성예
Figure 112020112662217-pat00094
둥근바닥플라스크에 Aniline (12.0g, 128.24mmol)을 넣고 Toluene (400mL)으로 녹인 후에, bromobenzene (20.1g, 128.24mmol), Pd2(dba)3 (5.9g, 6.44mmol), 50% P(t-Bu)3 (5.21mL, 12.89mmol), NaOt-Bu (37.16g, 386.64mmol)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하여 생성된 유기물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 17.01g (수율: 78%)를 얻었다.
2. Sub 3-22 합성예
Figure 112020112662217-pat00095
둥근바닥플라스크에 Aniline (7.09g, 76.18mmol) 넣고 Toluene (500mL)으로 용해시킨 후, 4-bromo-N,N-diphenylaniline (24.7g 76.18mmol), Pd2(dba)3 (3.49g, 3.81mmol), 50% P(t-Bu)3 (3.08mL, 7.62mmol), NaOt-Bu (21.96g, 228.55mmol)을 첨가하고 상기 Sub 3-1의 합성법과 같은 방법으로 진행하여 생성물 19.22 g (수율: 75%)를 얻었다.
3. Sub 3-46 합성예
Figure 112020112662217-pat00096
둥근바닥플라스크에 Aniline (5.72g, 61.45mmol)을 넣고 toluene (400mL)으로 용해시킨 후 2-bromo-9-phenyl-9H-carbazole (19.80g, 61.45mmol), Pd2(dba)3 (2.81g, 3.07mmol), 50% P(t-Bu)3 (2.49mL, 6.15mmol), NaOt-Bu (17.72g, 184.35mmol)을 첨가하고, 상기 Sub 3-1의 합성법과 같은 방법으로 진행하여 생성물 14.39 g (수율: 70%)를 얻었다.
4. Sub 3-57 합성예
Figure 112020112662217-pat00097
둥근바닥플라스크에 [1,1'-biphenyl]-4-amine (13.86g, 81.89mmol)을 넣고 toluene (430mL)으로 녹인 후, 2-bromodibenzo[b,d]thiophene (21.55g, 81.89mmol), Pd2(dba)3 (3.75g, 4.09mmol), 50% P(t-Bu)3 (3.31mL, 8.19mmol), NaOt-Bu (23.61g, 245.68mmol)을 첨가하고, 상기 Sub 3-1의 합성법과 같은 방법으로 진행하여 생성물 20.44g (수율: 71%)를 얻었다.
5. Sub 3-69 합성예
Figure 112020112662217-pat00098
둥근바닥플라스크에 4-(dibenzo[b,d]furan-2-yl)aniline (12.60g, 48.58mmol)을 넣고 toluene (330mL)으로 녹인 후, 2-(4-bromophenyl)dibenzo[b,d]thiophene (16.48g, 48.58mmol), Pd2(dba)3 (2.22g, 2.43mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.97mL, 4.86mmol), NaOt-Bu (14.0g, 145.73mmol)을 첨가하고 상기 Sub 3-1의 합성법과 같은 방법으로 진행하여 생성물 11.78 g (수율: 69%)를 얻었다.
Sub 3에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 4는 하기 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112020112662217-pat00099
Figure 112020112662217-pat00100
[표 4]
Figure 112020112662217-pat00101
Figure 112020112662217-pat00102
Sub 4의 합성예
상기 반응식 4의 Sub 4는 하기 반응식 6의 반응경로에 의해 합성 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하기 Sub 4'은 반응식 1의 Sub 1 또는 Sub 3과 동일할 수 있다.
<반응식 6> (Hal4는 I 또는 Br이고, Hal3는 Br 또는 Cl임)
Figure 112020112662217-pat00103
1. Sub 4-1 합성예
Figure 112020112662217-pat00104
Sub 3-2 (20.16g, 91.92mmol)를 Toluene (965ml)으로 녹인 후에, 4-bromo-4'-iodo-1,1'-biphenyl (33g, 91.92mmol), Pd2(dba)3 (1.26g, 1.38mmol), P(t-Bu)3 (0.56g, 2.76mmol), NaOt-Bu (13.25g, 137.88mmol)을 첨가하고 70℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하여 생성된 유기물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 28.15 g (수율: 68%)를 얻었다.
2. Sub 4-14 합성예
Figure 112020112662217-pat00105
Sub 3-65 (24.48g, 69.64mmol)를 Toluene (731ml)으로 녹인 후, 2-bromo-6-iodonaphthalene (25g, 69.64mmol), Pd2(dba)3 (0.96g, 1.04mmol), P(t-Bu)3 (0.42g, 2.09mmol), NaOt-Bu (10.04g, 104.46mmol)을 첨가하고, 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 27.18 g (수율: 67%)를 얻었다.
3. Sub 4-30 합성예
Figure 112020112662217-pat00106
Sub 3-74 (20.73g, 66.99mmol)를 toluene (703ml)으로 녹인 후, 3,3''-dibromo-1,1':2',1''-terphenyl (26g, 66.99mmol), Pd2(dba)3 (0.92g, 1mmol), P(t-Bu)3 (0.41g, 2.01mmol), NaOt-Bu (9.66g, 100.49mmol)을 첨가하고 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 24.78 g (수율: 60%)를 얻었다.
4. Sub 4-36 합성예
Figure 112020112662217-pat00107
Sub 3-106 (31.12g, 69.08mmol)을 넣고 toluene (725ml)으로 녹인 후, 2-bromo-6-iodonaphthalene (23g, 69.08mmol), Pd2(dba)3 (0.95g, 1.04mmol), P(t-Bu)3 (0.42g, 2.07mmol), NaOt-Bu (9.96g, 103.61mmol)을 첨가하고 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 28.98 g (수율: 64%)를 얻었다.
5. Sub 4-44 합성예
Figure 112020112662217-pat00108
Sub 3-55 (25.96g, 79.76mmol)를 toluene (837ml)으로 녹인 후, 3,7-dibromodibenzo[b,d]furan (26g, 79.76mmol), Pd2(dba)3 (1.10g, 1.20mmol), P(t-Bu)3 (0.48g, 2.39mmol), NaOt-Bu (11.5g, 119.64mmol)을 첨가하고 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 30.94 g (수율: 68%)를 얻었다.
6. Sub 4-56 합성예
Figure 112020112662217-pat00109
Sub 3-25 (20.37g, 60.72mmol)를 toluene (638ml)으로 녹인 후, 2-bromo-7-(4-bromophenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluorene (26g, 60.72mmol), Pd2(dba)3 (0.83g, 0.91mmol), P(t-Bu)3 (0.37g, 1.82mmol), NaOt-Bu (8.75g, 91.09mmol)을 첨가하고 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 25.70 g (수율: 62%)를 얻었다.
7. Sub 4-82 합성예
Figure 112020112662217-pat00110
N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9-bromo-N-(9-chlorodibenzo[b,d]furan-2-yl)dibenzo[b,d]furan-2-amine (33g, 53.7mmol)를 toluene (550ml)으로 녹인 후, Sub3-1 (9.5g, 56.4mmol), Pd2(dba)3 (1.5g, 1.6mmol), P(t-Bu)3 (0.7g, 3.2mmol), NaOt-Bu (15.5g, 161mmol)을 첨가하고 상기 Sub 4-1의 합성법과 같은 방법으로 진행시켜서 생성물 33 g (수율: 82.4%)를 얻었다.
Sub 4에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 5는 하기 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure 112020112662217-pat00111
Figure 112020112662217-pat00112
Figure 112020112662217-pat00113
[표 5]
Figure 112020112662217-pat00114
Figure 112020112662217-pat00115
최종 화합물의 합성예
1. 2-1 합성예
Figure 112020112662217-pat00116
Sub 4-1 (10g, 22.20mmol)을 넣고 Toluene (233ml)으로 녹인 후, Sub 3-2 (5.36g, 24.42mmol), Pd2(dba)3 (0.61g, 0.67mmol), P(t-Bu)3 (0.45g, 2.22mmol), NaOt-Bu (6.40g, 66.61mmol)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 10.46g (수율: 80%)를 얻었다.
2. 2-10 합성예
Figure 112020112662217-pat00117
Sub 4-1 (8g, 17.76mmol)를 Toluene (187ml)으로 녹인 후, Sub 3-35 (8.98g, 19.54mmol), Pd2(dba)3 (0.49g, 0.53mmol), P(t-Bu)3 (0.36g, 1.78mmol), NaOt-Bu (5.12g, 53.29mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 10.6g (수율: 72%)를 얻었다.
3. 2-23 합성예
Figure 112020112662217-pat00118
Sub 4-20 (9g, 15.91mmol)을 Toluene (167ml)으로 녹인 후, Sub 3-47 (5.85g, 17.51mmol), Pd2(dba)3 (0.44g, 0.48mmol), P(t-Bu)3 (0.32g, 1.59mmol), NaOt-Bu (4.59g, 47.74mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 10.04g (수율: 77%)를 얻었다.
4. 2-50 합성예
Figure 112020112662217-pat00119
Sub 4-45 (9.5g, 19.77mmol)을 넣고 Toluene (208ml)으로 녹인 후, Sub 3-11 (6.99g, 21.75mmol), Pd2(dba)3 (0.54g, 0.59mmol), P(t-Bu)3 (0.40g, 1.98mmol), NaOt-Bu (5.70g, 59.32mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 10.41g (수율: 73%)를 얻었다.
5. 2-114 합성예
Figure 112020112662217-pat00120
Sub 4-68 (6.13g, 13.20mmol)을 Toluene (130ml)으로 녹인 후, Sub 3-74 (4.08g, 13.20mmol), Pd2(dba)3 (0.36g, 0.40mmol), P(t-Bu)3 (0.27g, 1.32mmol), NaOt-Bu (3.81g, 39.60mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 7.32 g (수율: 80%)를 얻었다.
6. 2-128 합성예
Figure 112020112662217-pat00121
Sub 4-88 (22g, 29mmol)을 Toluene (297ml)으로 녹인 후, Sub 3-1 (5.2g, 30.5mmol), Pd2(dba)3 (0.8g, 0.9mmol), P(t-Bu)3 (0.4g, 1.7mmol), NaOt-Bu (8.4g, 87mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 19.2 g (수율: 78.3%)를 얻었다.
7. P4-23 합성예
Figure 112020112662217-pat00122
Sub 4-75 (26g, 34.8mmol)을 Toluene (256ml)으로 녹인 후, Sub 3-1 (6.2g, 36.5mmol), Pd2(dba)3 (0.96g, 1.0mmol), P(t-Bu)3 (0.4g, 2.1mmol), NaOt-Bu (10g, 104.3mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 24.2 g (수율: 83.1%)를 얻었다.
8. P4-25 합성예
Figure 112020112662217-pat00123
Sub 4-77 (19g, 25.4mmol)을 Toluene (260ml)으로 녹인 후, Sub 3-1 (4.5g, 26.7mmol), Pd2(dba)3 (0.7g, 0.8mmol), P(t-Bu)3 (0.3g, 1.5mmol), NaOt-Bu (7.3g, 76.2mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 16 g (수율: 75.4%)를 얻었다.
9. P4-146 합성예
Figure 112020112662217-pat00124
Sub 4-82 (23g, 30.8mmol)을 Toluene (315ml)으로 녹인 후, Sub 3-1 (5.5g, 32.3mmol), Pd2(dba)3 (0.9g, 0.9mmol), P(t-Bu)3 (0.4g, 1.9mmol), NaOt-Bu (8.9g, 92.3mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 20.6 g (수율: 80%)를 얻었다.
10. P4-150 합성예
Figure 112020112662217-pat00125
Sub 4-86 (24g, 31mmol)을 Toluene (318ml)으로 녹인 후, Sub 3-1 (5.5g, 32.6mmol), Pd2(dba)3 (0.9g, 0.9mmol), P(t-Bu)3 (0.4g, 1.9mmol), NaOt-Bu (8.9g, 93.1mmol)을 첨가하고, 상기 2-1의 합성법과 같이 진행하여 생성물 20.7 g (수율: 77.3%)를 얻었다.
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화학식 2로 표시되는 화합물의 FD-MS 값은 하기 표 6과 같다.
[표 6]
Figure 112020112662217-pat00126
Figure 112020112662217-pat00127
Figure 112020112662217-pat00128
이하, 상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물을 이용하여 HOMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 대해 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
HOMO 에너지 준위 측정 실시예
HOMO 에너지 준위는 CV-그래프를 이용하여 측정할 수 있다.
전해질 및 측정 대상 화합물이 용해된 측정시료를 제조한다. 예시적으로, 0.1M TBAP in ACN(아세토니트릴) 전해질을 제조하고, 측정 대상 화합물 2.5mg을 용매인 클로로포름 1ml으로 용해시켜 측정시료를 제조할 수 있다.
이후, 상온에서 상기 측정시료의 순환전압전류(Cyclic Voltammetry)를 측정하는데, CV-그래프(전류-전압 그래프)를 이용하여 HOMO 에너지 준위를 구할 수 있다. CV-그래프의 세로축은 전류를 나타내고 가로축은 전압(전위)을 나타내며, 두 개의 곡선 중에서 아래쪽 곡선을 이용하여 HOMO 에너지 준위를 구한다. 즉, 전압을 역주사할 경우의 그래프를 이용하는데, HOMO 에너지 준위는 두 직선의 교차점에서의 전위값으로부터 구할 수 있다. 즉 전위값의 단위를 에너지 단위인 eV로 변경하면 된다.
상기 두 직선이라 함은 의미있는 반응이 시작되기 전의 구간(전류 변화가 거의 없는 구간)에서의 그래프에 대해 그은 접선(가로선)과, 의미있는 반응이 시작되어 최대 산화전류가 흐르는 지점 사이의 곡선(전압을 가해줌에 따라 전류가 급격하게 감소하는 구간) 에 대해 그은 접선을 의미한다.
한편, 측정 대상 화합물의 HOMO 에너지 준위를 구하기 위해서는 기준 시료의 HOMO 에너지 준위로 보정할 필요가 있다. 즉, 하기 환산식과 같이 기준시료 고유의 HOMO 에너지 준위에서 기준시료와 측정시료 간의 CV 값 차이인 보정값을 적용하여 측정대상 화합물의 HOMO 에너지 준위를 산정한다.
환산식:
측정 대상 화합물의 HOMO 에너지 준위 = 기준시료 고유의 HOMO 에너지 준위 + 보정값
상기 환산식에서 보정값은 다음과 같은 식에 의해 구한다.
보정값 = (기준시료의 CV-그래프에서의 HOMO 에너지 준위) - (측정시료의 CV-그래프에서의 HOMO 준위)
예컨대, 기준시료로 Alq3로 사용할 경우, 다음과 같은 환산식에 의해 측정 대상 화합물의 HOMO 에너지 준위를 구할 수 있다. Alq3 고유의 HOMO 에너지 준위는 -5.8 eV이다.
측정 대상 화합물의 HOMO 에너지 준위 = -5.8 (eV) + 보정값
[보정값 = (Alq3의 CV-그래프에서의 HOMO 에너지 준위) - (측정 대상 시료의 CV-그래프에서의 HOMO 에너지 준위)]
상기와 같은 에너지 준위 측정 방법에 따라 측정한 본 발명의 화합물에 대한 HOMO 에너지 준위는 하기 표 7와 같다.
[표 7]
Figure 112020112662217-pat00129
이하, 본 발명의 화합물을 이용한 유기전기소자의 제조 및 평가에 대하여 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
유기전기소자의 제조평가
[실시예 1] 녹색유기전기발광소자(발광보조층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하, 2-TNATA로 약기함)을 60nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하, NPB로 약기함)를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 1-3을 30nm의 두께로 진공증착하여 형성된 제1 발광보조층과 본 발명의 화합물 1-16을 5nm의 두께로 진공증착하여 형성된 제2 발광보조층을 포함하는 발광보조층을 형성하였다. 이때, 제1 발광보조층과 제2 발광보조층 중에서 HOMO 에너지 준위가 높은 물질을 먼저 증착하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 발광보조층 상에, 호스트 재료로 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl(이하 "CBP"라 함)을, 도펀트 재료로 tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3라 함)을 사용하되 95:5 중량비가 되도록 도펀트를 도핑하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
이어서, 상기 발광층 상에 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (이하, BAlq로 약기함)를 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (이하, BeBq2)을 50 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다.
이후, LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 24]
제1 발광보조층 물질과 제2 발광보조층 물질로 하기 표 8에 기재된 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[비교예 1]
하기 비교화합물 1과 2를 98:2의 중량비로 혼합하여 10nm의 두께로 진공 증착하여 제1 발광보조층을 형성한 다음, 제1 발광보조층 상에 비교화합물 1을 40nm 두께로 진공 증착하여 제2 발광보조층을 형성한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[비교예 2]
화합물 1-13과 하기 비교화합물 2를 98:2의 중량비로 혼합하여 5nm의 두께로 진공 증착하여 제1 발광보조층을 형성한 다음, 제1 발광보조층 상에 화합물 1-16을 30nm 두께로 진공 증착하여 제2 발광보조층을 형성한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
<비교화합물 1> <비교화합물 2>
Figure 112020112662217-pat00130
[비교예 3] 내지 [비교예 8]
하기 표 8에 기재된 것과 같이 추가적 도핑없이 한 종류의 화합물을 35nm의 두께로 진공 증착하여 1개의 발광보조층을 형성한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 24, 및 비교예 1 내지 비교예 8에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비로 T95 수명을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 8과 같다.
[표 8]
Figure 112020112662217-pat00131
Figure 112020112662217-pat00132
상기 표 8의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기전기발광소자용 재료를 복수의 발광보조층 재료로 사용하여 녹색유기발광소자를 제작한 경우, 비교예에 비하여 구동전압, 효율 및 수명이 모두 향상되었다.
비교예 1 및 2는 발광보조층이 두 개로 형성되어 있다는 점에서 본 발명과 유사하지만, 비교화합물 1 또는 본 발명 화합물 1-13에 p형 도핑 물질인 비교화합물 2를 혼합하여 제1 발광보조층을 형성한 점에서 본 발명과 차이가 있다.
비교예 1과 2는 발광보조층의 형성 물질 및 발광보조층의 두께에 있어 차이가 있다. 발광보조층의 총 두께 및 발광보조층 각각의 두께가 더 얇은 비교예 2의 경우가 비교예 1보다 소자의 구동전압, 효율 및 수명이 더 개선된 것을 알 수 있다.
또한, p형 도핑 물질인 비교화합물 2를 혼합하여 제작한 비교예 1 및 비교예 2의 소자 특성에 비해 p형 도핑 물질을 사용하지 않고 한 종류의 화합물로 단일층인 발광보조층을 형성한 비교예 3 내지 비교예 8의 경우 소자의 구동전압 및 효율이 향상되었다.
또한, 비교예 3 내지 8에 비해, 복수개의 발광보조층을 형성하되 정공수송층보다 HOMO 에너지 준위가 낮고 발광층보다는 HOMO 에너지 준위가 높으며, 제1 발광보조층의 HOMO 에너지 준위가 제2 발광보조층의 HOMO 에너지 준위보다 더 높도록 두 개의 발광보조층을 형성한 본 발명의 실시예 1 내지 24의 소자가 구동전압, 효율 및 수명이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이는 정공 이동도가 높고 정공주입 특성이 우수한 화합물을 제1 발광보조층 물질로 사용하고 전자를 저지하는 특성이 우수한 화합물을 제2 발광보조층 물질로 사용하여 복수의 발광보조층을 형성함으로써 p형 도핑 물질을 사용하지 않고도 정공 및 전자의 주입/흐름 특성을 향상시켜 발광층 내에서 전하 균형을 증가시켰기 때문인 것으로 보여진다.
[실시예 25] 내지 [실시예 48] 적색유기전기발광소자 (발광보조층)
제1 발광보조층 물질과 제2 발광보조층 물질로 하기 표 9에 기재된 화합물을 사용한 점과, 도펀트로 bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
[비교예 9]
도펀트로 bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)을 사용한 점을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
[비교예 10]
제1 발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 1-9과 비교화합물 2의 혼합물을 98:2의 중량비로 사용하고, 제2 발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 1-5을 사용하고, 도펀트로 bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)을 사용한 점을 제외하고는 상기 비교예 2와 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
[비교예 11] 내지 [비교예 16]
발광보조층 물질로 하기 표 9에 기재된 화합물을 사용하고, 도펀트로 bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)을 사용한 점을 제외하고는 상기 비교예 3과 동일한 방법으로 유기전기 발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 25 내지 실시예 48, 및 비교예 9 내지 비교예 16에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 2500cd/m2기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 그 측정 결과는 하기 표 9와 같다.
[표 9]
Figure 112020112662217-pat00133
Figure 112020112662217-pat00134
상기 표 9에서 알 수 있는 것과 같이, 비교예 11 및 12는 발광보조층이 두 개로 형성되어 있다는 점에서 본 발명과 유사하지만, 비교화합물 1 또는 본 발명 화합물 1-9에 p형 도핑 물질인 비교화합물 2를 혼합하여 제1 발광보조층을 형성한 점에서 본 발명과 차이가 있고, 비교예 11 내지 16은 한 종류의 화합물로 단일의 발광보조층을 형성한 점에서 본 발명과 차이가 있다.
비교예 9 내지 16을 살펴보면, 두 개의 발광보조층을 형성한 비교예 9, 10보다 단일층으로 발광보조층이 형성된 비교예 11~16의 경우 소자의 특성이 더 우수하였다. 특히, 비교예 10과 11은 화합물 1-5로 형성된 발광보조층을 포함한다는 점에서는 공통되지만 단일의 발광보조층을 갖는 비교예 11의 경우 소자의 특성이 소폭 향상되었다.
하지만, 복수개의 발광보조층을 형성하더라도 본 발명의 실시예 25~48의 경우 소자의 특성이 현저히 향상되었는데, 이러한 결과로부터 본 발명에서 한정한 조건에 따른 HOMO 에너지 준위 상관관계를 가지는 화합물들을 선택적으로 사용하여 상이한 두께로 복수의 발광보조층을 형성할 경우 소자의 특성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 경우 소자의 특성이 향상된 이유는 유기전기발광소자의 정공수송층 HOMO 에너지 준위와 발광층의 HOMO 에너지 준위 사이의 서로 다른 HOMO 에너지 준위를 가지는 화합물을 발광보조층 물질로 사용하고, 두께를 조절하여 제1 발광보조층 및 제2발광보조층을 형성함으로써, 발광층으로의 전자와 정공의 주입 및 발광층 내 전하 균형(charge balance)이 향상되었기 때문인 것으로 보여진다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내의 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기전기소자 110: 제1 전극
120: 정공주입층 130: 정공수송층
140: 발광층 150: 전자수송층
160: 전자주입층 170: 제2 전극
180: 광효율 개선층 210: 버퍼층
220: 발광보조층 221: 제1 발광보조층
222: 제2 발광보조층

Claims (23)

  1. 제1 전극, 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층, 상기 제1 전극과 발광층 사이에 형성된 정공수송층, 및 상기 발광층과 정공수송층 사이에 형성된 복수개의 발광보조층을 포함하며,
    상기 발광보조층은 상기 정공수송층에 인접한 제1 발광보조층 및 상기 발광층에 인접한 제2 발광보조층을 포함하며,
    상기 제1 발광보조층 및 제2 발광보조층은 각각 추가적 도핑없이 한 종류의 화합물로 형성되고,
    상기 발광보조층의 HOMO 에너지 준위는 상기 정공수송층의 HOMO 에너지 준위보다는 낮고 상기 발광층의 HOMO 에너지 준위보다는 높으며,
    상기 제1 발광보조층의 HOMO 에너지 준위는 상기 제2 발광보조층의 HOMO 에너지 준위보다 높으며,
    상기 제1 발광보조층과 제2 발광보조층은 서로 다른 화합물로 형성되며,
    상기 제1 발광보조층 및 제2 발광보조층은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 한 종류의 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 1> <화학식 2>
    Figure 112021133169280-pat00187

    상기 화학식 1 및 2에서,
    Ar1 내지 Ar7은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, Ar4와 Ar5는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, Ar6과 Ar7은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
    L1 내지 L7은 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    L8은 C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    단, 상기 화학식 2에서, Ar4 내지 Ar7 및 L8 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기를 포함하거나, Ar4 내지 Ar7 중에서 적어도 두 개가 플루오렌일기를 포함하며,
    상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, Ar4와 Ar5이 서로 결합하여 형성한 고리, 및 Ar6과 Ar7이 서로 결합하여 형성한 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있으며,
    상기 L'은 단일결합; C6~C20의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C20의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C20의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광보조층의 두께는 200~400Å이고, 상기 제2 발광보조층의 두께는 50~200Å이며, 상기 복수개의 발광보조층의 총 두께는 300~400Å인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광보조층의 HOMO 에너지 준위는 상기 제2 발광보조층의 HOMO 에너지 준위보다 0.01~0.5 eV 높은 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광보조층 및 제2 발광보조층의 HOMO 에너지 준위는 절대값 기준으로 각각 5.50~5.69 eV 인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 A-1 또는 화학식 A-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    <화학식 A-1> <화학식 A-2>
    Figure 112021133169280-pat00136

    상기 화학식 A-1 및 화학식 A-2에서, L1 내지 L3, Ar2, Ar3은 제1항에서 정의된 것과 같고,
    Y1 및 Y2는 단일결합, O, S 또는 C(R5)(R6)이고, Y1과 Y2가 모두 단일결합인 경우는 제외하며,
    R1 내지 R6, Z1, Z2는 서로 독립적으로 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R5과 R6은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, Z1과 Z2가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
    a, c 및 d는 각각 0~4의 정수이고, b는 0~3의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 서로 같거나 상이하며,
    상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R5과 R6이 서로 결합하여 형성된 고리, Z1과 Z2가 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 화학식 A-1은 하기 화학식 A-3 또는 A-4로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 A-3> <화학식 A-4>
    Figure 112022060816188-pat00137

    상기 화학식 A-3 또는 화학식 A-4에서, Y1은 제6항에서 정의된 것과 같고,
    R1' 및 R2'은 서로 독립적으로 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며,
    m은 0~4의 정수이고, n은 0~3의 정수이며, 이들이 2 이상의 정수인 경우, R1' 각각, R2' 각각은 서로 같거나 상이하며,
    L1 내지 L3, Ar2, Ar3, R1, R2, a, b, L', Ra 및 Rb는 제6항에서 정의된 것과 같다.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 화학식 A-1은 하기 화학식 A-5 또는 A-6으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 A-5> <화학식 A-6>
    Figure 112021133169280-pat00138

    상기 화학식 A-5 및 A-6에서, Y1, L1 내지 L3, Ar3은 제6항에서 정의된 것과 같고, Y3은 Y1과 동일하게 정의된다.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 B-1로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 B-1>
    Figure 112021133169280-pat00139

    상기 화학식 B-1에서, L4 내지 L7, Ar4, Ar5, Ar7은 제1항에서 정의된 것과 같고,
    A환, B환, C환 및 D환은 서로 독립적으로 C6-C20의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, 이들 각각은 하나 이상의 R로 치환될 수 있고,
    X1 및 X2는 서로 독립적으로 O, S, N(Ar) 또는 C(R7)(R8)이고,
    La 내지 Le는 서로 독립적으로 단일결합; C6-C20의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되고,
    Ard, Are 및 상기 Ar은 서로 독립적으로 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, R7과 R8은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, R7과 R8이 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있고,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 화학식 B-1은 하기 화학식 B-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 B-2>
    Figure 112020112662217-pat00140

    상기 화학식 B-2에서, Ar4, Ar5, Ar7, Ard, Are, X1, X2는 제9항에서 정의된 것과 같다.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 화학식 B-1은 하기 화학식 B-3 내지 화학식 B-6 중에서 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 B-3> <화학식 B-4>
    Figure 112022060816188-pat00141

    <화학식 B-5> <화학식 B-6>
    Figure 112022060816188-pat00142

    상기 화학식 B-3 내지 화학식 B-6에서, Ar4, Ar5, Ar7, Ard, Are, X1, X2는 제9항에서 정의된 것과 같다.
  12. 삭제
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 발광보조층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    Figure 112021133169280-pat00143

    Figure 112021133169280-pat00144

    Figure 112021133169280-pat00145

    Figure 112021133169280-pat00146

    Figure 112021133169280-pat00147

    Figure 112021133169280-pat00148

    Figure 112021133169280-pat00149

    Figure 112021133169280-pat00150

    Figure 112021133169280-pat00151

    Figure 112021133169280-pat00152

    Figure 112021133169280-pat00153

    Figure 112021133169280-pat00154

    Figure 112021133169280-pat00155

    Figure 112021133169280-pat00156

    Figure 112021133169280-pat00157

    Figure 112021133169280-pat00158

    Figure 112021133169280-pat00159

    Figure 112021133169280-pat00160

    Figure 112021133169280-pat00161

    Figure 112021133169280-pat00162

    Figure 112021133169280-pat00163
    .
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    Figure 112021133169280-pat00188
    Figure 112021133169280-pat00189

    Figure 112021133169280-pat00190

    Figure 112021133169280-pat00191

    Figure 112021133169280-pat00192
    Figure 112021133169280-pat00193
    Figure 112021133169280-pat00194
    Figure 112021133169280-pat00195

    Figure 112021133169280-pat00196

    Figure 112021133169280-pat00197

    Figure 112021133169280-pat00198

    Figure 112021133169280-pat00199

    Figure 112021133169280-pat00200

    Figure 112021133169280-pat00201

    Figure 112021133169280-pat00202

    Figure 112021133169280-pat00203

    Figure 112021133169280-pat00204

    Figure 112021133169280-pat00205

    Figure 112021133169280-pat00206

    Figure 112021133169280-pat00207

    Figure 112021133169280-pat00208

    Figure 112021133169280-pat00209

    Figure 112021133169280-pat00210

    Figure 112021133169280-pat00211

    Figure 112021133169280-pat00212

    Figure 112021133169280-pat00213
    .
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광보조층이 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어지는 경우, 상기 Ar1 내지 Ar7, 및 L8 중에서 적어도 하나는 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 3>
    Figure 112021133169280-pat00184

    상기 화학식 3에서, *는 결합위치를 나타내며,
    X는 N, N-(La-Ara), O, S 또는 C(R')(R")이며,
    R1, R2, R' 및 R"은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R'과 R"이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
    a 및 b는 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R1 각각, R2 각각은 서로 같거나 상이하며,
    상기 La는 단일결합; C6-C20의 아릴렌기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 Ara는 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 발광보조층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어지는 경우, 상기 Ar1 내지 Ar3이 C6-C24의 아릴기인 것을 특징으로 유기전기소자.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 발광층은 적색 발광층 또는 녹색 발광층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 양면 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 일면에 형성된 광효율 개선층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 제1 전극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  22. 제1항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및
    상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 또는 퀀텀닷 디스플레이용 소자인 것을 특징으로 하는 전자장치.
KR1020200138278A 2019-11-01 2020-10-23 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치 KR102428232B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/773,732 US20230009845A1 (en) 2019-11-01 2020-10-27 Organic electric element comprising a plurality of emission-auxiliary layers and electronic device comprising it
PCT/KR2020/014745 WO2021085982A1 (ko) 2019-11-01 2020-10-27 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
CN202080075750.9A CN114641870A (zh) 2019-11-01 2020-10-27 包含多个发光辅助层的有机电气元件及包含其的电子装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190138801 2019-11-01
KR1020190138801 2019-11-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210053209A KR20210053209A (ko) 2021-05-11
KR102428232B1 true KR102428232B1 (ko) 2022-08-02

Family

ID=75915003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200138278A KR102428232B1 (ko) 2019-11-01 2020-10-23 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102428232B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115996915A (zh) * 2020-06-26 2023-04-21 Lt素材株式会社 杂环化合物以及使用其的有机发光组件
KR20220162928A (ko) * 2021-06-01 2022-12-09 덕산네오룩스 주식회사 양자점 발광소자용 화합물, 이를 이용한 양자점 발광소자 및 그 전자장치
WO2023003313A1 (ko) * 2021-07-22 2023-01-26 (주)피엔에이치테크 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20230069585A (ko) * 2021-11-12 2023-05-19 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20230112776A (ko) * 2022-01-20 2023-07-28 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2023140529A1 (ko) * 2022-01-20 2023-07-27 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20240014666A (ko) * 2022-07-25 2024-02-02 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101419249B1 (ko) * 2011-10-12 2014-07-17 엘지디스플레이 주식회사 백색 유기 발광 소자
KR102329807B1 (ko) * 2014-11-05 2021-11-22 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 조성물을 이용한 디스플레이 장치 및 유기전기소자
KR20180017901A (ko) * 2016-08-11 2018-02-21 삼성전자주식회사 다층 구조의 전자 차단층 및 p-도핑층을 포함하는 유기 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210053209A (ko) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102428232B1 (ko) 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102397215B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN114641870A (zh) 包含多个发光辅助层的有机电气元件及包含其的电子装置
KR102373110B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200018229A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210090782A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102428237B1 (ko) 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210111971A (ko) 광효율 개선층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20200145198A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102142095B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102380419B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210071555A (ko) 유기화합물을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20200133423A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220105245A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200134877A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200129336A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220062169A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170122023A (ko) 지연 형광 재료 및 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102381326B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210155910A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200145270A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210096958A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210097470A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200145223A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20230069585A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant