KR102524649B1 - 유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물, 이를 포함하는 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112022026777692-pat00178

상기 화학식 1에서, X1 내지 X3, Y1 내지 Y3 및 R1 내지 R18은 명세서에 기재한 바와 같다.

Description

유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치{ORGANIC COMPOUND AND COMPOSITION AND ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 광전자 소자(organic optoelectronic diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 광 에너지에 의해 형성된 엑시톤(exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되면서 전기 에너지를 발생하는 광전 소자이고, 다른 하나는 전극에 전압 또는 전류를 공급하여 전기 에너지로부터 광 에너지를 발생하는 발광 소자이다.
유기 광전자 소자의 예로는 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼(organic photo conductor drum) 등을 들 수 있다.
이 중, 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치(flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목받고 있다. 유기 발광 소자는 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 유기 발광 소자의 성능은 전극 사이에 위치하는 유기 재료에 의해 많은 영향을 받는다.
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 조성물을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 화합물 또는 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022026777692-pat00001
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
X1 내지 X3 중 적어도 둘은 N이고,
Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R18는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 인접한 두 개가 결합하여 고리를 형성한다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기 화합물(제1 유기 화합물) 및 하기 화학식 7로 표현되는 카바졸 모이어티를 포함하는 제2 유기 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
[화학식 7]
Figure 112022026777692-pat00002
상기 화학식 7에서,
Y1은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
A1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R20 내지 R25는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R22 내지 R25는 각각 독립적으로 존재하거나 R22 내지 R25 중 인접한 기끼리 연결되어 고리를 형성한다.
또 다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 애노드와 캐소드, 그리고 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 유기 화합물 또는 상기 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 할로겐기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C10 트리플루오로알킬기, 시아노기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C20 알킬기, C6 내지 C30 아릴기, 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기 또는 카바졸일기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로판일기, 부틸기, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 트리페닐기, 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "아릴(aryl)기"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 총괄하는 개념으로서, 탄화수소 방향족 모이어티의 모든 원소가 p-오비탈을 가지면서, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 형태, 예컨대 페닐기, 나프틸기 등을 포함하고, 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 시그마 결합을 통하여 연결된 형태, 예컨대 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등을 포함하며, 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리, 예컨대 플루오레닐기 등을 포함할 수 있다.
아릴기는 모노시클릭, 폴리시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로고리기(heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 상위 개념으로서, 아릴기, 시클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에 탄소 (C) 대신 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.
일 예로 "헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 2 이상의 헤테로아릴기는 시그마 결합을 통하여 직접 연결되거나, 상기 헤테로아릴기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
상기 헤테로고리기는 구체적인 예를 들어, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 o-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 피롤릴기, 치환 또는 비치환된 피라졸릴기, 치환 또는 비치환된 이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일기, 치환 또는 비치환된 티아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페나진일기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, 정공 특성이란, 전기장(electric field)을 가했을 때 전자를 공여하여 정공을 형성할 수 있는 특성을 말하는 것으로, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란, 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다.
[화학식 1]
Figure 112022026777692-pat00003
상기 화학식 1에서,
X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
X1 내지 X3 중 적어도 둘은 N이고,
Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R18는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 인접한 두 개가 결합하여 고리를 형성한다.
화학식 1로 표현되는 유기 화합물은 피리미딘 또는 트리아진 고리를 가짐으로써 빠른 전자 수송 특성을 나타낼 수 있고 피리미딘 또는 트리아진 고리에 세 개의 디벤조퓨라닐기 및/또는 디벤조티오펜일기가 직접 치환된 구조를 가짐으로써 더욱 빠른 전자 수송 특성을 나타낼 수 있다. 그에 따라 유기 화합물을 소자에 적용하는 경우 낮은 구동 전압 및 높은 효율의 소자를 구현할 수 있다. 이때 화학식 1에 표현된 바와 같이, 디벤조퓨라닐기 및/또는 디벤조티오페닐기 중 적어도 하나는 3번 위치에서 피리미딘 또는 트리아진 고리와 결합될 수 있으며, 이에 따라 전자의 빠른 이동도를 가질수 있다. 이는 구동전압을 낮추는 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 수명 향상에 크게 기여하는 결과를 나타낸다.
또한 화학식 1로 표현되는 유기 화합물은 비교적 높은 유리전이온도를 가짐으로써 유기 화합물을 소자에 적용하는 경우 공정 또는 구동 중 유기 화합물의 열화를 줄이거나 방지하여 열적 안정성을 높이고 소자의 수명을 개선할 수 있다. 일 예로, 유기 화합물은 약 50 내지 300℃의 유리전이온도를 가질 수 있다.
일 예로, X1 내지 X3는 각각 N일 수 있다.
일 예로, X1 내지 X3 중 둘은 N이고 하나는 CH 일 수 있다.
일 예로, Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O일 수 있다.
일 예로, Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 S일 수 있다.
일 예로, Y1 내지 Y3 중 둘은 S이고 하나는 O 일 수 있다.
일 예로, Y1 내지 Y3 중 둘은 O이고 하나는 S 일 수 있다.
일 예로, R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합일 수 있고, 예컨대 R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있고, 예컨대 R1 내지 R18 및 Ra는 각각 수소일 수 있다.
유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 2 또는 3으로 표현될 수 있다.
[화학식 2] [화학식 3]
Figure 112022026777692-pat00004
Figure 112022026777692-pat00005
상기 화학식 2 또는 3에서, X1 내지 X3, Y1 내지 Y3 및 R1 내지 R18는 전술한 바와 같다.
유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 4 내지 6 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 4] [화학식 5]
Figure 112022026777692-pat00006
Figure 112022026777692-pat00007
[화학식 6]
Figure 112022026777692-pat00008
상기 화학식 4 내지 6에서, X1 내지 X3, Y1 내지 Y3 및 R1 내지 R18는 전술한 바와 같다.
유기 화합물은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
Figure 112022026777692-pat00009
Figure 112022026777692-pat00010
Figure 112022026777692-pat00011
Figure 112022026777692-pat00012
Figure 112022026777692-pat00013
Figure 112022026777692-pat00014
Figure 112022026777692-pat00015
Figure 112022026777692-pat00016
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Figure 112022026777692-pat00018
Figure 112022026777692-pat00019
Figure 112022026777692-pat00020
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Figure 112022026777692-pat00022
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Figure 112022026777692-pat00024
Figure 112022026777692-pat00025
Figure 112022026777692-pat00026
Figure 112022026777692-pat00027
Figure 112022026777692-pat00028
Figure 112022026777692-pat00029
Figure 112022026777692-pat00030
Figure 112022026777692-pat00031
Figure 112022026777692-pat00032
전술한 유기 화합물은 단독으로 또는 다른 유기 화합물과 함께 유기 광전자 소자에 적용될 수 있다. 전술한 유기 화합물이 다른 유기 화합물과 함께 사용되는 경우, 조성물의 형태로 적용될 수 있다.
이하 일 구현예에 따른 조성물을 설명한다.
일 구현예에 따른 조성물은 전술한 유기 화합물(이하 “제1 유기 화합물”이라 한다)와 정공 특성을 가지는 유기 화합물(이하 “제2 유기 화합물”이라 한다)을 포함할 수 있다.
제2 유기 화합물은 예컨대 카바졸 모이어티를 포함할 수 있고 예컨대 치환 또는 비치환된 카바졸 화합물, 치환 또는 비치환된 비스카바졸 화합물 또는 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제2 유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 7로 표현되는 카바졸 모이어티를 포함할 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112022026777692-pat00033
상기 화학식 7에서,
Y1은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
A1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R20 내지 R25는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R22 내지 R25는 각각 독립적으로 존재하거나 R22 내지 R25 중 인접한 기끼리 연결되어 고리를 형성한다.
일 예로 화학식 7의 정의에서, 치환은 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C10 알킬기, C6 내지 C12 아릴기 또는 C2 내지 C10 헤테로아릴기로 치환된 것일 수 있고, 예컨대 적어도 하나의 수소가 중수소, 페닐기, ortho-바이페닐기, meta-바이페닐기, para-바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기로 치환된 것일 수 있다.
일 예로, 제2 유기 화합물은 하기 화학식 7A로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 7A]
Figure 112022026777692-pat00034
상기 화학식 7A에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일 수 있고,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일 수 있고,
R20 내지 R22 및 R26 내지 R28은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일 수 있고,
m은 0 내지 2의 정수일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A의 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있고, 예컨대 단일 결합, meta-페닐렌기, para-페닐렌기, meta-바이페닐렌기 또는 para-바이페닐렌기일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A의 A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기 또는 이들의 조합일 수 있다. 예컨대 화학식 7A의 A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 카바졸일기일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A의 R20 내지 R22 및 R26 내지 R28은 수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기일 수 있고, 예컨대 모두 수소일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A의 m은 0 또는 1일 수 있고, 예컨대 m은 0일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A에서 두 개의 카바졸기의 결합 위치는 2,3-결합, 3,3-결합 또는 2,2-결합일 수 있으며, 예컨대 3,3-결합일 수 있다.
일 예로, 화학식 7A로 표현되는 화합물은 하기 화학식 7A-1로 표현될 수 있다.
[화학식 7A-1]
Figure 112022026777692-pat00035
상기 화학식 7A-1에서, Y1, Y2, A1, A2, R20 내지 R22 및 R26 내지 R28은 전술한 바와 같다.
일 예로, 화학식 7A로 표현되는 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 카바졸 코어 중 하나와 하기 그룹 3에 나열된 치환기(*-Y1-A1 및 *-Y2-A2)를 조합한 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
Figure 112022026777692-pat00036
[그룹 3]
Figure 112022026777692-pat00037
그룹 2 및 3에서, *는 연결 지점이다.
일 예로, 화학식 7A로 표현되는 화합물은 예컨대 하기 그룹 4에 나열된 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 4]
[E-1] [E-2] [E-3] [E-4] [E-5]
Figure 112022026777692-pat00038
[E-6] [E-7] [E-8] [E-9] [E-10]
Figure 112022026777692-pat00039
[E-11] [E-12] [E-13] [E-14] [E-15]
Figure 112022026777692-pat00040
[E-16] [E-17] [E-18] [E-19] [E-20]
Figure 112022026777692-pat00041
[E-21] [E-22] [E-23] [E-24] [E-25]
Figure 112022026777692-pat00042
[E-26] [E-27] [E-28] [E-29] [E-30]
Figure 112022026777692-pat00043
[E-31] [E-32] [E-33] [E-34] [E-35]
Figure 112022026777692-pat00044
[E-36] [E-37] [E-38] [E-39] [E-40]
Figure 112022026777692-pat00045
[E-41] [E-42] [E-43] [E-44] [E-45]
Figure 112022026777692-pat00046
[E-46] [E-47] [E-48] [E-49] [E-50]
Figure 112022026777692-pat00047
[E-51] [E-52] [E-53] [E-54] [E-55]
Figure 112022026777692-pat00048
[E-56] [E-57] [E-58] [E-59] [E-60]
Figure 112022026777692-pat00049
[E-61] [E-62] [E-63] [E-64] [E-65]
Figure 112022026777692-pat00050
[E-66] [E-67] [E-68] [E-69] [E-70]
Figure 112022026777692-pat00051
[E-71] [E-72] [E-73] [E-74] [E-75]
Figure 112022026777692-pat00052
[E-76] [E-77] [E-78] [E-79] [E-80]
Figure 112022026777692-pat00053
[E-81] [E-82] [E-83] [E-84] [E-85]
Figure 112022026777692-pat00054
[E-86] [E-87] [E-88] [E-89] [E-90]
Figure 112022026777692-pat00055
[E-91] [E-92] [E-93] [E-94] [E-95]
Figure 112022026777692-pat00056
[E-96] [E-97] [E-98] [E-99] [E-100]
Figure 112022026777692-pat00057
[E-101] [E-102] [E-103] [E-104] [E-105]
Figure 112022026777692-pat00058
[E-106] [E-107] [E-108] [E-109] [E-110]
Figure 112022026777692-pat00059
[E-111] [E-112] [E-113] [E-114] [E-115]
Figure 112022026777692-pat00060
[E-116] [E-117] [E-118] [E-119] [E-120]
Figure 112022026777692-pat00061
[E-121] [E-122] [E-123] [E-124] [E-125]
Figure 112022026777692-pat00062
[E-126] [E-127] [E-128] [E-129] [E-130]
Figure 112022026777692-pat00063
[E-131] [E-132] [E-133] [E-134] [E-135]
Figure 112022026777692-pat00064
[E-136] [E-137] [E-138]
Figure 112022026777692-pat00065
Figure 112022026777692-pat00066
일 예로, 제2 유기 화합물은 하기 화학식 7B-1과 7B-2의 조합으로 표현되는 인돌로카바졸 화합물일 수 있다.
[화학식 7B-1] [화학식 7B-2]
Figure 112022026777692-pat00067
Y1 및 Y3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일수 있고,
A1 및 A3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일 수 있고,
R20 내지 R22, R29 및 R30은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합일 수 있고,
화학식 7B-1의 인접한 두 개의 *는 화학식 7B-2의 두 개의 *와 결합할 수있다.
일 예로, 화학식 7B-1 및 7B-2의 Y1 및 Y3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있다.
일 예로, 화학식 7B-1 및 7B-2의 A1 및 A3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, 화학식 7B-1 및 7B-2의 조합으로 표현되는 인돌로카바졸 화합물은 하기 화학식 7B-c로 표현될 수 있다.
[화학식 7B-c]
Figure 112022026777692-pat00068
상기 화학식 7B-c에서, Y1, Y3, A1, A3, R20 내지 R22, R29 및 R30은 전술한 바와 같다.
일 예로, 화학식 7B-1과 7B-2의 조합으로 표현되는 화합물은 예컨대 하기 그룹 5에 나열된 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 5]
[F-1] [F-2] [F-3] [F-4] [F-5]
Figure 112022026777692-pat00069
[F-6] [F-7] [F-8] [F-9] [F-10]
Figure 112022026777692-pat00070
[F-11] [F-12] [F-13] [F-14] [F-15]
Figure 112022026777692-pat00071
[F-16] [F-17] [F-18] [F-19] [F-20]
Figure 112022026777692-pat00072
[F-21] [F-22] [F-23] [F-24] [F-25]
Figure 112022026777692-pat00073
[F-26] [F-27] [F-28] [F-29] [F-30]
Figure 112022026777692-pat00074
[F-31] [F-32] [F-33] [F-34] [F-35]
Figure 112022026777692-pat00075
[F-36] [F-37] [F-38] [F-39] [F-40]
Figure 112022026777692-pat00076
[F-41] [F-42] [F-43] [F-44] [F-45]
Figure 112022026777692-pat00077
[F-46] [F-47] [F-48] [F-49] [F-50]
Figure 112022026777692-pat00078
[F-51] [F-52] [F-53] [F-54] [F-55]
Figure 112022026777692-pat00079
[F-56] [F-57] [F-58] [F-59] [F-60]
Figure 112022026777692-pat00080
[F-61] [F-62] [F-63] [F-64] [F-65]
Figure 112022026777692-pat00081
[F-66] [F-67] [F-68] [F-69] [F-70]
Figure 112022026777692-pat00082
[F-71] [F-72] [F-73] [F-74] [F-75]
Figure 112022026777692-pat00083
[F-76] [F-77] [F-78] [F-79] [F-80]
Figure 112022026777692-pat00084
[F-81] [F-82] [F-83] [F-84] [F-85]
Figure 112022026777692-pat00085
[F-86] [F-87] [F-88] [F-89] [F-90]
Figure 112022026777692-pat00086
[F-91] [F-92] [F-93] [F-94] [F-95]
Figure 112022026777692-pat00087
[F-96] [F-97] [F-98] [F-99] [F-100]
Figure 112022026777692-pat00088
[F-101] [F-102] [F-103] [F-104] [F-105]
Figure 112022026777692-pat00089
[F-106] [F-107] [F-108] [F-109] [F-110]
Figure 112022026777692-pat00090
[F-111] [F-112]
Figure 112022026777692-pat00091
제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물은 다양한 조합에 의해 다양한 조성물을 포함할 수 있다. 조성물은 제1 유기 화합물과 제2 화합물을 약 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함할 수 있으며, 예컨대 약 10:90 내지 90:10, 약 20:80 내지 80:20, 약 30:70 내지 70:30, 약 40:60 내지 60:40 또는 약 50:50의 중량비로 포함할 수 있다.
조성물은 제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물 외에 1종 이상의 유기 화합물을 더 포함할 수 있다.
조성물은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트는 적색, 녹색 또는 청색 도펀트일 수 있다. 도펀트는 미량 혼합되어 발광을 일으키는 물질로, 일반적으로 삼중항 상태 이상으로 여기시키는 다중항 여기(multiple excitation)에 의해 발광하는 금속 착체(metal complex)와 같은 물질이 사용될 수 있다. 상기 도펀트는 예컨대 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며, 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다. 도펀트는 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.1 내지 20중량%로 포함될 수 있다.
도펀트의 일 예로 인광 도펀트를 들 수 있으며, 인광 도펀트의 예로는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 금속화합물을 들 수 있다. 인광 도펀트는 예컨대 하기 화학식 Z로 표현되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 Z]
L2MX
상기 화학식 Z에서, M은 금속이고, L 및 X는 서로 같거나 다르며 M과 착화합물을 형성하는 리간드이다.
상기 M은 예컨대 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합일 수 있고, 상기 L 및 X는 예컨대 바이덴테이트 리간드일 수 있다.
이하 전술한 유기 화합물 또는 조성물을 적용한 유기 광전자 소자를 설명한다.
유기 광전자 소자는 예컨대 유기 발광 소자, 유기 광전 소자 또는 유기 태양 전지 등일 수 있다. 유기 광전자 소자는 일 예로 유기 발광 소자일 수 있다.
유기 광전자 소자는 서로 마주하는 애노드와 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 위치하는 유기층을 포함할 수 있고, 유기층은 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물을 포함할 수 있다.
유기층은 발광층 또는 흡광층과 같은 활성층을 포함할 수 있고, 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물은 활성층에 포함될 수 있다.
유기층은 애노드와 활성층 사이 및/또는 캐소드와 활성층 사이에 위치하는 보조층을 포함할 수 있고, 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물은 보조층에 포함될 수 있다.
도 1은 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 소자(100)는 서로 마주하는 애노드(110)와 캐소드(120), 그리고 애노드(110)와 캐소드(120) 사이에 위치하는 유기층(105)을 포함한다.
애노드(110)는 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 애노드(110)는 예컨대 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO와 Al 또는 SnO2와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리(3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜)(polyehtylenedioxythiophene: PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 도전성 고분자 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐소드(120)는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 캐소드(120)은 예컨대 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층(105)은 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물을 포함할 수 있다.
유기층(105)은 발광층(130)을 포함할 수 있다.
발광층(130)은 호스트(host)로서 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물을 포함할 수 있다. 발광층(130)은 호스트로서 또 다른 유기 화합물을 더 포함할 수 있다. 발광층(130)은 도펀트를 더 포함할 수 있고 도펀트는 예컨대 인광 도펀트일 수 있다.
유기층(105)은 애노드(110)와 발광층(130) 사이 및/또는 캐소드(120)와 발광층(130) 사이에 위치하는 보조층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보조층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 차단층 또는 이들의 조합일 수 있다. 보조층은 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물을 포함할 수 있다.
도 2는 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 소자(200)는 서로 마주하는 애노드(110)와 캐소드(120), 그리고 애노드(110)와 캐소드(120) 사이에 위치하는 유기층(105)을 포함한다.
유기층(105)은 발광층(230)과 캐소드(120) 사이에 위치하는 전자 보조층(140)을 포함한다. 전자 보조층(140)은 예컨대 전자 주입층, 전자 수송층 및/또는 정공 차단층일 수 있으며, 캐소드(120)와 발광층(230) 사이의 전자의 주입 및 이동을 용이하게 할 수 있다.
일 예로, 전술한 유기 화합물 또는 전술한 조성물은 발광층(230)에 포함될 수 있다. 발광층(230)은 호스트로서 또 다른 유기 화합물을 더 포함할 수 있다. 발광층(230)은 도펀트를 더 포함할 수 있고 도펀트는 예컨대 인광 도펀트일 수 있다.
일 예로, 전술한 유기 화합물은 전자 보조층(140)에 포함될 수 있다. 전자 보조층(140)은 전술한 유기 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물 중 적어도 두 종류를 혼합하여 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물과 다른 유기 화합물을 혼합하여 포함할 수도 있다.
도 2에서 유기층(105)으로서 추가로 애노드(110)와 발광층(230) 사이에 위치하는 적어도 1층의 정공 보조층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
상술한 유기 발광 소자는 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
(제1 유기 광전자 소자용 화합물)
합성예 1: 화합물 1의 합성
[반응식 1]
Figure 112022026777692-pat00092
500 mL 플라스크에 중간체 1-1 (5.0g, 27.11 mmol), 중간체 1-2 (18.39g, 86.76 mmol), 탄산칼륨 (9.37g, 67.78 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.94g, 0.81 mmol)을 1,4-다이옥산 180 mL, 물 90 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 100℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 500 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1 (10.06 g, 64%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H21N3O3 : C, 80.82; H, 3.65; N, 7.25; O, 8.28; found : C, 80.82; H, 3.64; N, 7.25; O, 8.28
합성예 2: 화합물 2의 합성
[반응식 2]
Figure 112022026777692-pat00093
합성예 1과 같은 방법으로 화합물 2 (8.30 g, 69%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H22N2O3: C, 83.03; H, 3.83; N, 4.84; O, 8.30; found: C, 83.03; H, 3.83; N, 4.84; O, 8.30
합성예 3: 화합물 3의 합성
[반응식 3]
Figure 112022026777692-pat00094
중간체 1-4의 합성
5000 mL 플라스크에 중간체 1-1 (50.0g, 271.1 mmol), 중간체 1-2 (120.7g, 549.4 mmol), 탄산칼륨 (93.7g, 677.8 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (9.4g, 8.4 mmol)을 1,4-다이옥산 1800 mL, 물 900 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 100℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 적당히 휘발한 후, 메탄올 2000 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 중간체 1-4 (45 g, 54.6%의 수율)를 수득하였다.
화합물 3의 합성
합성예 1과 같은 방법으로 화합물 3 (5.68 g, 63%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H21N3O3 : C, 80.82; H, 3.65; N, 7.25; O, 8.28; found : C, 80.82; H, 3.65; N, 7.25; O, 8.28
합성예 4: 화합물 9의 합성
[반응식 4]
Figure 112022026777692-pat00095
합성예 1과 같은 방법으로 화합물 9 (12.5 g, 53%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H21N3S3 : C, 74.61; H, 3.37; N, 6.69; S, 15.32; found : C, 74.61; H, 3.37; N, 6.69; S, 15.32
합성예 5: 화합물 10의 합성
[반응식 5]
Figure 112022026777692-pat00096
합성예 2와 같은 방법으로 화합물 10 (7.7 g, 63%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H22N2S3 : C, 76.65; H, 3.54; N, 4.47; S, 15.35; found : C, 76.65; H, 3.54; N, 4.47; S, 15.35
합성예 6: 화합물 11의 합성
[반응식 6]
Figure 112022026777692-pat00097
합성예 3의 화합물 3 합성방법과 같은 방법으로 화합물 11 (11.0 g, 73%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H21N3S3 : C, 74.61; H, 3.37; N, 6.69; S, 15.32; found : C, 74.61; H, 3.37; N, 6.69; S, 15.31
합성예 7: 화합물 17의 합성
[반응식 7]
Figure 112022026777692-pat00098
합성예 3의 화합물 3 합성방법과 같은 방법으로 화합물 17 (8.9 g, 70%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H21N3O2S : C, 78.64; H, 3.55; N, 7.05; O, 5.37; S, 5.38; found : C, 78.64; H, 3.55; N, 7.05; O, 5.37; S, 5.38
합성예 8: 화합물 51의 합성
[반응식 8]
Figure 112022026777692-pat00099
합성예 3의 화합물 3 합성방법과 같은 방법으로 화합물 51 (4.7 g, 66%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H20N4O3 : C, 79.46; H, 3.33; N, 9.27; O, 7.94; found : C, 79.46; H, 3.33; N, 9.27; O, 7.94
합성예 9: 화합물 52의 합성
[반응식 9]
Figure 112022026777692-pat00100
합성예 3의 화합물 3 합성방법과 같은 방법으로 화합물 52 (3.9 g, 63%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C45H25N3O3 : C, 82.43; H, 3.84; N, 6.41; O, 7.32; found : C, 82.43; H, 3.84; N, 6.41; O, 7.32
합성예 10: 화합물 78의 합성
[반응식 10]
Figure 112022026777692-pat00101
합성예 6의 화합물 11 합성방법과 같은 방법으로 화합물 78 (5.0 g, 68%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H20N4S3 : C, 73.59; H, 3.09; N, 8.58; S, 14.74; found : C, 73.59; H, 3.09; N, 8.58; S, 14.74
합성예 11: 화합물 80의 합성
[반응식 11]
Figure 112022026777692-pat00102
합성예 6의 화합물 11 합성방법과 같은 방법으로 화합물 80 (8.5 g, 65%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C45H25N3S3 : C, 76.78; H, 3.58; N, 5.97; S, 13.67; found : C, 76.78; H, 3.58; N, 5.97; S, 13.67
비교합성예 1 내지 6
합성예 1 내지 11에 따른 방법을 사용하여 하기 비교화합물 1 내지 6을 합성하였다.
Figure 112022026777692-pat00103
Figure 112022026777692-pat00104
(제2 유기 광전자 소자용 화합물)
합성예 12: 화합물 E-22의 합성
[반응식 12]
Figure 112022026777692-pat00105
질소 분위기 하 교반기가 부착된 500 mL 둥근바닥 플라스크에 3-브로모-N-페닐카바졸 16.62 g(51.59 mmol), N-페닐카바졸-3-일보론산 17.77 g(61.91 mmol) 및 테트라하이드로퓨란:톨루엔(1:1) 200 mL 와 2M-탄산칼륨 수용액 100 mL를 혼합한 후, 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(0) 2.98 g(2.58 mmol)을 넣고 질소기류하에서 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후 반응물을 메탄올에 부어 고형물을 여과한 다음, 수득한 고형물을 물과 메탄올로 충분히 세정하고 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물을 1 L의 클로로벤젠에 가열하여 녹인 다음 용액을 실리카겔 필터하고 용매를 완전히 제거한 후, 500mL의 톨루엔에 가열하여 녹인 다음 재결정 하여 화합물 E-22 16.05 g(수율 64%)을 수득하였다.
calcd. C36H24N2: C, 89.23; H, 4.99; N, 5.78; found: C, 89.45; H, 4.89; N, 5.65
합성예 13 내지 18의 합성
출발물질과 반응물질을 하기 표 1과 같이 하되, 반응방법을 합성예 12의 화합물 E-22과 같은 방법으로 하여 본 발명에 따르는 화합물을 각각 합성하였다.
합성예 출발물질 최종생성물 수득량
(수율)		 최종생성물의
물성 데이터
합성예 13
Figure 112022026777692-pat00106
Figure 112022026777692-pat00107

화합물 E-31		 6.57g, (83%) calcd. C48H32N2 : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40; found : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40
합성예 14
Figure 112022026777692-pat00108
Figure 112022026777692-pat00109

화합물 E-99		 5.68g, (75%) calcd. C48H32N2 : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40; found : C, 90.54; H, 5.06; N, 4.40
합성예 15
Figure 112022026777692-pat00110
Figure 112022026777692-pat00111

화합물 E-100		 6.79g, (79%) calcd. C48H32N2 : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40; found : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40
합성예 16
Figure 112022026777692-pat00112
Figure 112022026777692-pat00113

화합물 E-101		 5.06g, (75%) calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 17
Figure 112022026777692-pat00114
Figure 112022026777692-pat00115
화합물 E-129		 4.81g,
(69%)		 calcd. C48H32N2 : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40; found : C, 90.54; H, 5.07; N, 4.39
합성예 18
Figure 112022026777692-pat00116
Figure 112022026777692-pat00117
화합물 E-136		 5.84g,
(70%)		 calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 19: 화합물 F-21의 합성
[반응식 13]
Figure 112022026777692-pat00118
중간체 I-B2의 합성
1000 mL 둥근 플라스크에서 인돌로카바졸 39.99 g (156.01 mmol), 브로모벤젠 26.94 g (171.61 mmol), 소듐 t-부톡사이드 22.49 g (234.01 mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라디움 4.28 g (4.68 mmol) 및 트리 t-부틸포스핀 2.9 mL (50% in 톨루엔)를 자일렌 500 mL과 혼합하고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 메탄올 1000 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 중간체 I-B2 (23.01 g, 44%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C24H16N2 : C, 86.72; H, 4.85; N, 8.43; found : C, 86.72; H, 4.85; N, 8.43
화합물 F-21의 합성
다음 반응은 500 mL 둥근 플라스크에 중간체 B2 22.93 g (69.03 mmol), 브로모벤젠 11.38 g (72.49 mmol), 포타슘 하이드록사이드 4.26 g (75.94 mmol), 카파아이오다이드 13.14 g (69.03 mmol), 1,10-페난쓰로린 6.22 g (34.52 mmol)를 디엠에프 230 mL 에 넣고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 메탄올 1000 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 화합물 F-21 (12.04 g, 43%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C30H20N2 : C, 88.21; H, 4.93; N, 6.86; found : C, 88.21; H, 4.93; N, 6.86
합성예 20: 중간체 I의 합성
[반응식 14]
Figure 112022026777692-pat00119
중간체 I-1의 합성
5L 플라스크에 중간체 4-브로모-9H-카바졸 200.0 g (0.8 mol), 아이오도 벤젠 248.7 g (1.2 mol), 탄산칼륨 168.5 g (1.2 mol), 요오드화 구리(I) 31.0 g (0.2 mol), 1,10-페난트롤린 29.3 g (0.2 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 2.5 L에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 24시간 동안 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 증류수 4 L에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 물과 메탄올, 헥산 씻어주었다. 얻어진 고체를 물과 디클로로메탄으로 추출하여 수득한 유기층으로부터 황산마그네슘을 사용하여 수분을 제거하고 농축하여, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 I-1을 흰색의 고체 (216.2 g, 83%의 수율)로 얻었다.
calcd. C27H18ClN3 : C, 67.10; H, 3.75; Br, 24.80; N, 4.35; found : C C, 67.12; H, 3.77; Br, 24.78; N, 4.33
중간체 I-2의 합성
5 L 플라스크에 중간체 I-1 (216.0 g, 0.7 mol), 4,4,4',4', 5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-바이(1,3,2-다이옥사보로란 ( 212.8 g, 0.8 mol), 아세트산칼륨 (KOAc, 197.4 g, 2.0 mol) 및 1,1'-비스(다이페닐포스피노) 페로센-팔라듐(II)다이클로라이드 (21.9 g, 0.03 mol), 트리사이클로헥실포스핀 (45.1 g, 0.2 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 3 L에 넣은 후, 130℃에서 12시간 교반하였다. 반응 완료 후, 반응 용액을 물과 EA로 추출하여 수득한 유기층으로부터 황산마그네슘을 사용하여 수분을 제거하고 농축하여, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 I-2 을 흰색의 고체 (205.5 g, 83%의 수율)로 얻었다.
calcd. C26H25BN2O2 : C, 78.06; H, 6.55; B, 2.93; N, 3.79; O, 8.67; found : C, 78.08; H, 6.57; B, 2.91; N, 3.77; O, 8.67
중간체 I-3의 합성
5 L 플라스크에 중간체 I-2 150.0 g (0.4 mol), 중간체 1-브로모-2-니트로 벤젠 164.1 g (0.8 mol), 탄산칼륨 278.1 g (2.01 mol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) 23.5 g (0.02 mol)을 1,4-다이옥산 2 L, 물 1 L 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 16시간 동안 90℃로 가열하였다. 반응 용매를 제거한 후, 디클로로메탄에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 중간체 I-3를 노란색의 고체(86.3 g, 58%의 수율)로 얻었다.
calcd. C18H12N2O2: C, 79.11; H, 4.43; N, 7.69; O, 8.78; found : C, 79.13; H, 4.45; N, 7.67; O, 8.76
중간체 I의 합성
1000ml 플라스크에 중간체 I-3 (86.0 g, 0.23 mol), 트리페닐 포스핀 (309.5 g, 1.18 mol)을 디클로로 벤젠 600 mL에 넣고 질소치환을 하고 12시간 동안 160℃에서 교반하였다. 반응 종료 후, 용매 제거하여 컬럼 크로마토그래피로 정제(Hexane) 하여 중간체 I를 노란색의 고체(57.3 g, 73%의 수율)로 얻었다.
Calcd. C18H12N2: C, 86.72; H, 4.85; N, 8.43; found : C, 86.70; H, 4.83; N, 8.47
합성예 21 내지 33의 합성
출발물질과 반응물질을 하기 표 2과 같이 하되, 반응방법을 합성예 19, 20의 화합물 F-21, 중간체 I와 같은 방법으로 하여 본 발명에 따르는 화합물을 각각 합성하였다.
합성예 출발물질 최종생성물 수득량
(수율)		 최종생성물의
물성 데이터
합성예 21
Figure 112022026777692-pat00120
Figure 112022026777692-pat00121

화합물 F-23		 10.23g, (45%) calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 22
Figure 112022026777692-pat00122
Figure 112022026777692-pat00123

화합물 F-41		 7.31g, (77%) calcd. C30H20N2 : C, 88.21; H, 4.93; N, 6.86; found : C, 88.21; H, 4.93; N, 6.86
합성예 23
Figure 112022026777692-pat00124
Figure 112022026777692-pat00125

화합물 F-43		 6.33g, (76%) calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 24
Figure 112022026777692-pat00126
Figure 112022026777692-pat00127
화합물 F-73		 8.33g, (74%) calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 25
Figure 112022026777692-pat00128
Figure 112022026777692-pat00129
화합물 F-99		 5.53g, (79%) calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 26
Figure 112022026777692-pat00130
Figure 112022026777692-pat00131
화합물 F-100		 7.41g,
(73%)		 calcd. C42H28N2 : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00; found : C, 89.97; H, 5.03; N, 5.00
합성예 27
Figure 112022026777692-pat00132
Figure 112022026777692-pat00133
화합물 F-102		 5.94g,
(76%)		 calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
합성예 28
Figure 112022026777692-pat00134
Figure 112022026777692-pat00135
화합물 F-103		 6.37g,(76%) calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
합성예 29
Figure 112022026777692-pat00136
Figure 112022026777692-pat00137
화합물 F-104		 10.39g,(79%) calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
합성예 30
Figure 112022026777692-pat00138
Figure 112022026777692-pat00139
화합물 F-105		 5.33g,(69%) calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
합성예 31
Figure 112022026777692-pat00140
Figure 112022026777692-pat00141
화합물 F-106		 6.96g,(77%) calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
합성예 32
Figure 112022026777692-pat00142
Figure 112022026777692-pat00143
화합물 F-107		 6.11g,(77%) calcd. C40H26N2 : C, 89.86; H, 4.90; N, 5.24; found : C, 89.86; H, 4.90; N, 5.24
합성예 33
Figure 112022026777692-pat00144
Figure 112022026777692-pat00145
화합물 F-110		 9.44g,(75%) calcd. C46H30N2 : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59; found : C, 90.46; H, 4.95; N, 4.59
유기 발광 소자의 제작 I
실시예 1
ITO 전극이 형성된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다. ITO 전극 상에 m-MTDATA를 증착 속도 1Å/sec로 진공 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 상기 α-NPB를 증착 속도 1Å/sec로 진공 증착하여 300Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 수송층 상에 Ir(ppy)3(도펀트)와 합성예 1에서 얻은 화합물 1을 각각 증착 속도 0.1Å/sec와 1Å/sec로 공증착하여 400Å의 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상에 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀레이토)알루미늄 [BAlq]을 증착 속도 1Å/sec로 진공 증착하여 50Å의 두께의 정공 저지층을 형성한 후, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 진공 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 상에 LiF 10Å(전자 주입층)과 Al 2000Å(캐소드)을 순차적으로 진공증착하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2 내지 11
발광층 형성시 호스트로서 화합물 1 대신 표 3에 기재된 화합물들을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1 내지 6
발광층 형성시 호스트로서 화합물 1 대신 비교합성예 1 내지 6에 따른 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 1
실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 6에 따른 유기 발광 소자의 구동 전압, 효율, 휘도 및 수명을 전류 전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하여, 휘도계 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구체적인 측정방법은 하기와 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 전류 효율(cd/A) 을 계산하였다.
호스트 도펀트 구동
전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)		 휘도
(cd/m2)
T95
수명
(hr)
실시예1 화합물 1 Ir(ppy)3 4.2 47 6000 77
실시예2 화합물 2 Ir(ppy)3 4.5 48 6000 72
실시예3 화합물 3 Ir(ppy)3 4.3 47 6000 76
실시예4 화합물 9 Ir(ppy)3 4.2 48 6000 76
실시예5 화합물 10 Ir(ppy)3 4.6 49 6000 73
실시예6 화합물 11 Ir(ppy)3 4.4 48 6000 76
실시예7 화합물 17 Ir(ppy)3 4.3 48 6000 76
실시예8 화합물 51 Ir(ppy)3 4.4 46 6000 81
실시예9 화합물 52 Ir(ppy)3 4.1 49 6000 80
실시예10 화합물 78 Ir(ppy)3 4.5 47 6000 77
실시예11 화합물 80 Ir(ppy)3 4.3 49 6000 78
비교예 1 비교화합물 1 Ir(ppy)3 4.9 40 6000 65
비교예 2 비교화합물 2 Ir(ppy)3 4.7 44 6000 68
비교예 3 비교화합물 3 Ir(ppy)3 5.0 42 6000 65
비교예 4 비교화합물 4 Ir(ppy)3 4.8 44 6000 68
비교예 5 비교화합물 5 Ir(ppy)3 4.7 43 6000 68
비교예 6 비교화합물 6 Ir(ppy)3 4.7 43 6000 69
표 3으로부터, 실시예 1 내지 11에 따른 유기 발광 소자는 비교예 1 내지 6에 따른 유기 발광 소자와 비교하여 저구동 전압 및 고효율, 장수명을 가짐을 확인할 수 있다.
이로부터 실시예 1 내지 11에 따른 유기 발광 소자에서 사용된 호스트 물질은 우수한 전하수송 특성을 가지며 도펀트의 흡수 스펙트럼과의 오버랩(overlap)이 잘 되는 물질이며, 효율 증가와 구동 전압의 감소와 같은 성능의 개선 및 OLED 재료로서의 능력이 극대화됨을 알 수 있다.
유기 발광 소자의 제작 II
실시예 12
정공 수송층 상에 Ir(ppy)3(도펀트), 화합물 1(제1 호스트) 및 화합물 E-31(제2 호스트)를 10 : 45 : 45의 중량비로 공증착하여 400Å의 두께의 발광층을 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 13 내지 35
표 4에 기재된 제1 호스트 및 제2 호스트를 사용한 것을 제외하고 실시예 12와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 7 내지 12
표 4에 기재된 제1 호스트 및 제2 호스트를 사용한 것을 제외하고 실시예 12와 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 2
실시예 12 내지 35 및 비교예 7 내지 12에 따른 유기 발광 소자의 구동 전압, 효율, 휘도 및 수명을 전류 전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하여, 휘도계 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
T95 수명은 초기 휘도 100% 대비 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간(hr)을 평가한 것이다.
제1호스트 제2호스트 도펀트 구동
전압
(V)		 전류 효율
(cd/A)		 휘도
(cd/m2)
T95
수명
(hr)
실시예 12 화합물 1 E-31 Ir(ppy)3 4.0 51 6000 80
실시예 13 화합물 2 E-31 Ir(ppy)3 4.4 49 6000 74
실시예 14 화합물 3 E-31 Ir(ppy)3 4.1 49 6000 77
실시예 15 화합물 9 E-31 Ir(ppy)3 4.2 51 6000 81
실시예 16 화합물 10 E-31 Ir(ppy)3 4.4 50 6000 75
실시예 17 화합물 11 E-31 Ir(ppy)3 4.3 48 6000 77
실시예 18 화합물 17 E-31 Ir(ppy)3 4.1 50 6000 79
실시예 19 화합물 51 E-31 Ir(ppy)3 4.3 46 6000 83
실시예 20 화합물 52 E-31 Ir(ppy)3 3.9 51 6000 82
실시예 21 화합물 78 E-31 Ir(ppy)3 4.3 48 6000 80
실시예 22 화합물 80 E-31 Ir(ppy)3 4.2 49 6000 80
실시예 23 화합물 1 E-99 Ir(ppy)3 3.9 50 6000 79
실시예 24 화합물 9 E-99 Ir(ppy)3 4.1 50 6000 79
실시예 25 화합물 51 E-99 Ir(ppy)3 4.1 48 6000 83
실시예 26 화합물 52 E-99 Ir(ppy)3 3.8 52 6000 83
실시예 27 화합물 1 F-43 Ir(ppy)3 3.7 49 6000 78
실시예 28 화합물 51 F-43 Ir(ppy)3 4.0 47 6000 82
실시예 29 화합물 52 F-43 Ir(ppy)3 3.7 51 6000 82
실시예 30 화합물 1 F-99 Ir(ppy)3 3.6 48 6000 78
실시예 31 화합물 51 F-99 Ir(ppy)3 3.9 47 6000 80
실시예 32 화합물 52 F-99 Ir(ppy)3 3.7 50 6000 81
실시예 33 화합물 1 F-73 Ir(ppy)3 3.9 50 6000 77
실시예 34 화합물 51 F-73 Ir(ppy)3 4.1 49 6000 81
실시예 35 화합물 52 F-73 Ir(ppy)3 3.8 51 6000 81
비교예 7 비교화합물 1 E-31 Ir(ppy)3 4.8 42 6000 68
비교예 8 비교화합물 2 E-31 Ir(ppy)3 4.5 46 6000 70
비교예 9 비교화합물 3 E-31 Ir(ppy)3 4.8 43 6000 67
비교예 10 비교화합물 4 E-31 Ir(ppy)3 4.6 44 6000 69
비교예 11 비교화합물 5 E-43 Ir(ppy)3 4.6 45 6000 70
비교예 12 비교화합물 6 E-43 Ir(ppy)3 4.6 44 6000 70
표 4로부터, 실시예 12 내지 35에 따른 유기 발광 소자는 비교예 7 내지 12에 따른 유기 발광 소자와 비교하여 구동 전압이 낮고 고효율 및 장수명을 가짐을 확인할 수 있다.
유기 발광 소자의 제작 III
실시예 36
합성예 1 에서 얻은 화합물 1을 호스트로 사용하고, (piq)2Ir(acac)을 도판트로 사용하여 유기 발광소자를 제작하였다.
양극으로는 ITO를 1000Å의 두께로 사용하였고, 음극으로는 알루미늄(Al)을 1000Å의 두께로 사용하였다. 구체적으로, 유기발광소자의 제조방법을 설명하면, 양극은 15Ω/cm2의 면저항값을 가진 ITO 유리기판을 50mm ⅹ 50mm ⅹ 0.7mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코올과 순수물 속에서 각 15 분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.
상기 기판 상부의 진공도 650 ⅹ 10-7Pa, 증착속도 0.1 내지 0.3 nm/s의 조건으로 N4,N4’-디(나프탈렌-1-일)- N4,N4’-디페닐비페닐-4,4’-디아민(N4,N4’-di(naphthalene-1-yl)-N4,N4’-diphenylbiphenyl-4,4’-diamine:NPB) (80nm)를 증착하여 800 Å의 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 동일한 진공 증착조건에서 합성예 1 에서 얻은 화합물 1을 이용하여 막 두께 300 Å의 발광층을 형성하였고, 이때 인광 도펀트인 (piq)2Ir(acac)을 동시에 증착하였다. 이 때, 인광 도펀트의 증착속도를 조절하여, 발광층의 전체량을 100 중량%로 하였을 때, 인광 도펀트의 배합량이 3 중량%가 되도록 증착하였다.
상기 발광층 상부에 동일한 진공 증착조건을 이용하여 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀레이토)알루미늄 (bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium: BAlq)를 증착하여 막 두께 50Å의 정공저지층을 형성하였다. 이어서, 동일한 진공 증착조건에서 Alq3를 증착하여, 막 두께 200Å의 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 상부에 음극으로서 LiF와 Al을 순차적으로 증착하여 유기 광전자 소자를 제작하였다.
상기 유기 광전자 소자의 구조는 ITO/ NPB (80 nm)/ EML (화합물 1 (97중량%) + (piq)2Ir(acac) (3 중량%), 30nm)/ Balq (5nm)/ Alq3 (20nm)/ LiF (1nm) / Al (100nm) 의 구조로 제작하였다.
실시예 37 내지 실시예 42
발광층 형성시 호스트로서 화합물 1 대신 화합물 3, 화합물 9, 화합물 11, 화합물 17, 화합물 52 또는 화합물 80을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 36과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 13 내지 18
발광층 형성시 호스트로서 화합물 1 대신 비교화합물 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 36과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 3
실시예 36 내지 42과 비교예 13 내지 18 에 따른 유기발광소자의 발광효율 및 수명특성을 평가하였다.
구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 5과 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 전류 효율(cd/A) 을 계산하였다.
(4) Roll-off 측정
상기 (3)의 특성수치 중 (Max 수치 - 6000cd/m2일때의 수치 / Max 수치)로 계산하여 효율의 하락폭을 %로 계산하였다
(5) 수명 측정
휘도(cd/m2)를 5000 cd/m2 로 유지하고 전류 효율(cd/A)이 90%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
제1 호스트 구동
전압
(V)		 발광
효율
(cd/A)		 Roll-off
(%)		 수명T90
(h)
실시예 36 화합물 1 4.7 14.8 11.1 135
실시예 37 화합물 3 4.7 14.5 11.3 131
실시예 38 화합물 9 4.7 14.6 11.0 133
실시예 39 화합물 11 4.8 14.5 10.8 130
실시예 40 화합물 17 4.8 14.6 10.7 134
실시예 41 화합물 52 4.5 14.8 10.5 139
실시예 42 화합물 80 4.6 14.7 10.4 136
비교예 13 비교화합물 1 5.5 12.4 10.4 105
비교예 14 비교화합물 2 5.3 12.8 10.5 115
비교예 15 비교화합물 3 5.7 12.3 10.3 110
비교예 16 비교화합물 4 5.4 12.7 10.3 119
비교예 17 비교화합물 5 5.3 12.6 10.5 119
비교예 18 비교화합물 6 5.3 12.8 10.7 120
표 5를 참고하면, 실시예 36 내지 42에 따른 유기발광소자는 비교예 13 내지 18에 따른 유기발광소자와 비교하여 저구동 전압 및 고효율, 장수명을 가짐을 확인할 수 있다.
이로부터 인광 호스트 물질로 우수한 전하수송 특성을 가지며 도펀트의 흡수 스펙트럼과의 오버랩(overlap)이 잘 되는 물질이며, 효율 증가, 구동 전압의 감소, 장수명과 같은 성능의 개선 및 OLED 재료로서의 능력이 극대화됨을 알 수 있다.
유기 발광 소자의 제작 IV
실시예 43
정공 수송층 상에 (piq)2Ir(acac)(도펀트), 화합물 1(제1 호스트) 및 화합물 E-31(제2 호스트)를 3 : 48.5 : 48.5의 중량비로 공증착하여 400Å의 두께의 발광층을 형성한 것을 제외하고 실시예 36과 동일한 방법을 이용하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 44 내지 52, 비교예 19-24
발광층 형성시 제1 호스트 및 제2 호스트를 표 6과 같이 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 43과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 4
실시예 43 내지 52 및 비교예 19 내지 24 에 따른 유기 발광 소자의 구동 전압, 효율, 휘도 및 수명을 전류 전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하여, 휘도계 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가한 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Roll-off 측정방법은 상기 기재된 Roll-off 측정방법으로 측정하였다.
제1 호스트 제2호스트 구동
전압
(V)		 발광
효율
(cd/A)		 Roll-off
(%)		 수명T90
(h)
실시예 43 화합물 1 E-31 4.4 16.2 11.0 155
실시예 44 화합물 1 E-99 4.3 16.5 10.3 152
실시예 45 화합물 1 F-104 4.0 18.2 10.2 151
실시예 46 화합물 1 F-106 3.9 18.5 10.0 157
실시예 47 화합물 1 F-107 4.0 18.0 10.0 157
실시예 48 화합물 1 F-110 4.0 18.3 9.8 160
실시예 49 화합물 9 F-104 3.9 19.3 10.1 164
실시예 50 화합물 51 F-104 3.9 19.2 10.0 160
실시예 51 화합물 9 F-106 3.9 19.4 10.2 170
실시예 52 화합물 51 F-106 4.0 19.2 10.1 167
비교예 19 비교화합물 1 F-106 5.2 14.3 10.4 131
비교예 20 비교화합물 2 F-106 4.8 14.6 10.5 140
비교예 21 비교화합물 3 F-106 5.4 14.4 10.3 132
비교예 22 비교화합물 4 F-106 5.0 14.8 10.3 135
비교예 23 비교화합물 5 F-106 5.1 14.7 10.5 138
비교예 24 비교화합물 6 F-106 5.1 14.8 10.7 139
표 6으로부터, 실시예 43 내지 52에 따른 유기 발광 소자는 비교예 19 내지 24에 따른 유기 발광 소자와 비교하여 저구동 전압 또는 고효율, 장수명을 가짐을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 200: 유기 발광 소자
105: 유기층
110: 애노드
120: 캐소드
130, 230: 발광층
140: 전자 보조층

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표현되는 제1 유기 화합물; 및
    하기 화학식 7B-1과 하기 화학식 7B-2의 조합으로 표현되는 카바졸 모이어티를 포함하는 제2 유기 화합물을 포함하는 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112023018350679-pat00146

    상기 화학식 1에서,
    X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    X1 내지 X3 중 적어도 둘은 N이고,
    Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
    R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R18는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 인접한 두 개가 결합하여 고리를 형성한다;
    [화학식 7B-1] [화학식 7B-2]
    Figure 112023018350679-pat00147

    상기 화학식 7B-1 및 화학식 7B-2에서,
    Y1 및 Y3은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10 아릴렌기이고,
    A1 및 A3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 또는 이들의 조합이고,
    R20 내지 R22, R29, 및 R30은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    상기 화학식 7B-1의 인접한 두 개의 *는 상기 화학식 7B-2의 두 개의 *와 결합한다.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 유기 화합물은 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표현되는 조성물:
    [화학식 2] [화학식 3]
    Figure 112022026777692-pat00148
    Figure 112022026777692-pat00149

    상기 화학식 2 및 화학식 3에서,
    X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    X1 내지 X3 중 적어도 둘은 N이고,
    Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
    R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R18는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 인접한 두 개가 결합하여 고리를 형성한다.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 유기 화합물은 하기 화학식 4 내지 하기 화학식 6 중 어느 하나로 표현되는 조성물:
    [화학식 4] [화학식 5]
    Figure 112022026777692-pat00150
    Figure 112022026777692-pat00151

    [화학식 6]
    Figure 112022026777692-pat00152

    상기 화학식 4 내지 6에서,
    X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    X1 내지 X3 중 적어도 둘은 N이고,
    Y1 내지 Y3는 각각 독립적으로 O 또는 S이고,
    R1 내지 R18 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R18은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 인접한 두 개가 결합하여 고리를 형성한다.
  4. 제1항에서,
    상기 화학식 1의 X1 내지 X3는 각각 독립적으로 N인 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 유기 화합물은 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택된 하나인 조성물.
    [그룹 1]
    Figure 112022026777692-pat00153

    Figure 112022026777692-pat00154

    Figure 112022026777692-pat00155

    Figure 112022026777692-pat00156

    Figure 112022026777692-pat00157

    Figure 112022026777692-pat00158

    Figure 112022026777692-pat00159

    Figure 112022026777692-pat00160

    Figure 112022026777692-pat00161

    Figure 112022026777692-pat00162

    Figure 112022026777692-pat00163

    Figure 112022026777692-pat00164

    Figure 112022026777692-pat00165

    Figure 112022026777692-pat00166

    Figure 112022026777692-pat00167

    Figure 112022026777692-pat00168

    Figure 112022026777692-pat00169

    Figure 112022026777692-pat00170

    Figure 112022026777692-pat00171

    Figure 112022026777692-pat00172

    Figure 112022026777692-pat00173

    Figure 112022026777692-pat00174

    Figure 112022026777692-pat00175

    Figure 112022026777692-pat00176

  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 제2 유기 화합물은 하기 7B-c로 표현되는 조성물:
    [화학식 7B-c]
    Figure 112023018350679-pat00177

    상기 화학식 7B-c에서,
    Y1 및 Y3은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10 아릴렌기이고,
    A1 및 A3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 또는 이들의 조합이고,
    R20 내지 R22, R29, 및 R30은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이다.
  8. 삭제
  9. 서로 마주하는 애노드와 캐소드, 그리고
    상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 유기층
    을 포함하고,
    상기 유기층은 제1항 내지 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  10. 제9항에서,
    상기 유기층은 발광층을 포함하고,
    상기 조성물은 상기 발광층의 호스트로 포함되는 유기 광전자 소자.
  11. 제9항에서,
    상기 유기층은
    발광층, 그리고
    상기 캐소드와 상기 발광층 사이에 위치하는 전자보조층
    을 포함하고,
    상기 전자보조층은 제1항에 따른 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  12. 제9항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102003351B1 (ko) * 2017-01-20 2019-07-23 주식회사 엘지화학 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
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KR102235480B1 (ko) * 2018-10-22 2021-04-02 주식회사 엘지화학 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
US11800795B2 (en) * 2018-12-07 2023-10-24 Duk San Neolux Co., Ltd. Compound for organic electric element, organic electric element using the same, and an electronic device thereof
US20220384738A1 (en) * 2019-06-28 2022-12-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Compound for organic optoelectronic diode, composition for organic optoelectronic diode, organic optoelectronic diode, and display device
CN110372683A (zh) * 2019-07-26 2019-10-25 北京燕化集联光电技术有限公司 一种有机电致发光材料及其制备方法与应用
WO2021029616A1 (ko) * 2019-08-09 2021-02-18 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR102446400B1 (ko) * 2019-08-09 2022-09-22 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR102447008B1 (ko) * 2019-08-09 2022-09-22 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
TW202136471A (zh) * 2019-12-17 2021-10-01 德商麥克專利有限公司 有機電致發光裝置用的材料
KR102334762B1 (ko) * 2019-12-27 2021-12-06 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
KR102421843B1 (ko) * 2020-02-10 2022-07-15 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 피리미딘을 포함하는 화합물 및 이를 함유하는 유기발광다이오드
KR102555501B1 (ko) * 2020-05-11 2023-07-12 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR20210146113A (ko) * 2020-05-26 2021-12-03 엘티소재주식회사 유기 발광 소자, 이의 제조방법 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
JP2024511503A (ja) * 2021-04-21 2024-03-13 エルジー・ケム・リミテッド 有機発光素子
KR20230115267A (ko) * 2022-01-26 2023-08-02 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352046A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Fujifilm Holdings Corp 有機電界発光素子
CN106883220A (zh) * 2017-01-17 2017-06-23 北京大学深圳研究生院 一种深蓝色热延迟有机发光材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120030941A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
EP2821459B1 (en) * 2013-07-01 2017-10-04 Cheil Industries Inc. Composition and organic optoelectric device and display device
KR101835501B1 (ko) * 2014-08-13 2018-03-07 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자 및 표시장치
KR102613166B1 (ko) * 2015-03-13 2023-12-14 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102399573B1 (ko) * 2015-08-04 2022-05-19 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352046A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Fujifilm Holdings Corp 有機電界発光素子
CN106883220A (zh) * 2017-01-17 2017-06-23 北京大学深圳研究生院 一种深蓝色热延迟有机发光材料及其制备方法和应用

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