KR102534109B1 - Compound for organic electronic element, organic electronic element using the same, and an electronic device thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 전자 장치를 제공한다.The present invention provides a novel compound capable of improving luminous efficiency, stability and lifespan of a device, an organic electric device using the same, and an electronic device thereof.
Description
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compound for an organic electric device, an organic electric device using the same, and an electronic device thereof.
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 유기물 층은 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.In general, the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material. An organic electric device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween. Here, the organic material layer is often composed of a multi-layer structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic electric device, and may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.Materials used as organic layers in organic electric devices may be classified into light emitting materials and charge transport materials, such as hole injection materials, hole transport materials, electron transport materials, and electron injection materials, according to their functions.
유기 전기 발광소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율이나 수명 문제는 반드시 해결해야 되는 상황이다.Lifespan and efficiency are the most problematic issues in organic electroluminescent devices, and as displays become larger, these efficiency and lifespan problems must be solved.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다.Efficiency, lifespan, driving voltage, etc. are related to each other. As the efficiency increases, the driving voltage relatively decreases. indicates a tendency to increase life expectancy.
하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.However, efficiency cannot be maximized by simply improving the organic layer. This is because long life and high efficiency can be achieved at the same time when the optimal combination of the energy level and T1 value between each organic material layer and the intrinsic properties (mobility, interfacial property, etc.) of the material is achieved.
또한, 최근 유기 전기 발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 반드시 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 존재하여야 하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광보조층의 개발이 필요한 시점이다.In addition, in order to solve the light emitting problem in the hole transport layer in recent organic electroluminescent devices, an auxiliary light emitting layer must exist between the hole transport layer and the light emitting layer, and different light emission auxiliary layers according to each light emitting layer (R, G, B) It is time to develop the layer.
일반적으로 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재조합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다. In general, electrons are transferred from the electron transport layer to the light emitting layer, and holes are transferred from the hole transport layer to the light emitting layer to generate excitons by recombination.
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 된다.However, since the material used in the hole transport layer must have a low HOMO value, most of them have a low T1 value, and as a result, excitons generated in the light emitting layer are transferred to the hole transport layer, resulting in charge unbalance in the light emitting layer resulting in light emission at the interface of the hole transport layer.
정공수송층 계면에서 발광될 경우, 유기전기소자의 색순도 및 효율이 저하되고 수명이 짧아지는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 높은 T1 값을 가지며, 정공 수송층 HOMO 에너지 준위와 발광층의 HOMO 에너지 준위 사이의 HOMO 준위를 갖는 발광보조층이 개발이 절실히 요구된다.When light is emitted from the interface of the hole transport layer, the color purity and efficiency of the organic electric element are lowered and the lifetime is shortened. Therefore, there is an urgent need to develop a light emitting auxiliary layer having a high T1 value and a HOMO level between the HOMO energy level of the hole transport layer and the HOMO energy level of the light emitting layer.
한편, 유기전기소자의 수명단축 원인 중 하나인 양극전극(ITO)으로부터 금속 산화물이 유기층으로 침투확산되는 것을 지연시키면서, 소자 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 대해서도 안정된 특성, 즉 높은 유리 전이온도를 갖는 정공 주입층 재료에 대한 개발이 필요하다. 정공수송층 재료의 낮은 유리전이 온도는 소자 구동시, 박막 표면의 균일도를 저하시키는 특성이 있는바, 이는 소자수명에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 또한, OLED 소자는 주로 증착 방법에 의해 형성되는데, 증착시 오랫동안 견딜 수 있는 재료, 즉 내열특성이 강한 재료 개발이 필요한 실정이다.On the other hand, it delays the penetration and diffusion of metal oxide into the organic layer from the anode electrode (ITO), which is one of the causes of life shortening of organic electric devices, and has stable characteristics against Joule heating generated during device operation, that is, high glass transition. It is necessary to develop a hole injection layer material having a temperature. The low glass transition temperature of the hole transport layer material has a property of reducing the uniformity of the surface of the thin film when the device is driven, which is reported to have a great effect on the lifespan of the device. In addition, OLED devices are mainly formed by a deposition method, and there is a need to develop materials that can endure for a long time during deposition, that is, materials with strong heat resistance.
즉, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광보조층 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 특히 정공수송층 또는 발광보조층의 재료에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.That is, in order to fully exhibit the excellent characteristics of an organic electric device, materials constituting the organic material layer in the device, such as hole injection materials, hole transport materials, light emitting materials, electron transport materials, electron injection materials, light emitting auxiliary layer materials, etc. are stable and efficient. Although supporting by materials should precede, the development of stable and efficient organic material layer materials for organic electric devices has not yet been sufficiently achieved. Therefore, the development of new materials is continuously required, and in particular, development of materials for the hole transport layer or the light emitting auxiliary layer is urgently required.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 신규한 구조를 갖는 화합물을 밝혀내었으며, 또한 이 화합물을 유기전기소자에 적용시 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다.Embodiments of the present invention to solve the problems of the above-mentioned background art, found a compound having a novel structure, and also greatly improve the luminous efficiency, stability and lifespan of the device when this compound is applied to an organic electric device. discovered that it can.
이에 본 발명은 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel compound, an organic electric device and an electronic device using the same.
본 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 정공수송층 또는 발광보조층용 조성물과 상기 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.The present invention provides a compound represented by the following formula (1), a composition for a hole transport layer or a light emitting auxiliary layer containing the compound, and an organic electric device comprising the compound.
화학식 (1)Formula (1)
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 고내열성을 달성할 수 있고, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.By using the compound according to the present invention, high luminous efficiency, low driving voltage, and high heat resistance of the device can be achieved, and the color purity and lifespan of the device can be greatly improved.
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.1 is an exemplary diagram of an organic electroluminescent device according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, it will be described in detail with reference to embodiments of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 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.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is or may be directly connected to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다: As used in this specification and the appended claims, unless otherwise stated, the following terms have the following meanings:
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.As used herein, the term “halo” or “halogen” is fluorine (F), bromine (Br), chlorine (Cl), or iodine (I) unless otherwise specified.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.As used herein, unless otherwise specified, the term "alkyl" or "alkyl group" has a single bond of 1 to 60 carbon atoms, and includes a straight-chain alkyl group, a branched-chain alkyl group, a cycloalkyl (alicyclic) group, an alkyl-substituted cycloalkyl group, and the like. A radical of a saturated aliphatic functional group, including an alkyl group, a cycloalkyl-substituted alkyl group.
본 발명에 사용된 용어 "할로알킬기" 또는 "할로겐알킬기"는 다른 설명이 없는 한 할로겐으로 치환된 알킬기를 의미한다. As used herein, the term "haloalkyl group" or "halogenalkyl group" refers to an alkyl group substituted with a halogen unless otherwise specified.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로알킬기"는 알킬기를 구성하는 탄소원자 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 것을 의미한다.As used herein, the term "heteroalkyl group" means that one or more of the carbon atoms constituting the alkyl group is replaced with a heteroatom.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기", "알케닐기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "alkenyl group", "alkenyl group" or "alkynyl group" has a double bond or triple bond of 2 to 60 carbon atoms, respectively, and includes a straight or branched chain group, unless otherwise specified. , but is not limited thereto.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.As used herein, unless otherwise specified, the term "cycloalkyl" refers to an alkyl forming a ring having 3 to 60 carbon atoms, but is not limited thereto.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "alkoxyl group", "alkoxy group", or "alkyloxy group" refers to an alkyl group to which an oxygen radical is attached, and has 1 to 60 carbon atoms, unless otherwise specified, and is limited thereto. It is not.
본 발명에 사용된 용어 "알켄옥실기", "알켄옥시기", "알켄일옥실기", 또는 "알켄일옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알켄일기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "alkenoxyl group", "alkenoxy group", "alkenyloxyl group", or "alkenyloxy group" refers to an alkenyl group to which an oxygen radical is attached, and unless otherwise specified, 2 to 60 It has a carbon number of, but is not limited thereto.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "aryloxyl group" or "aryloxy group" refers to an aryl group to which an oxygen radical is attached, and has 6 to 60 carbon atoms unless otherwise specified, but is not limited thereto.
본 발명에 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 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기일 수 있다.The terms "aryl group" and "arylene group" used herein have 6 to 60 carbon atoms, respectively, unless otherwise specified, but are not limited thereto. In the present invention, an aryl group or an arylene group refers to a single-ring or multi-ring aromatic ring, and includes an aromatic ring formed by bonding or reacting with adjacent substituents. For example, the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a fluorene group, or a spirofluorene group.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다. The prefix “aryl” or “ar” refers to a radical substituted with an aryl group. For example, an arylalkyl group is an alkyl group substituted with an aryl group, an arylalkenyl group is an alkenyl group substituted with an aryl group, and a radical substituted with an aryl group has carbon atoms described herein.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.Also, when the prefixes are named consecutively, it means that the substituents are listed in the order listed first. For example, an arylalkoxy group means an alkoxy group substituted with an aryl group, an alkoxylcarbonyl group means a carbonyl group substituted with an alkoxyl group, and an arylcarbonylalkenyl group means an alkenyl group substituted with an arylcarbonyl group. Wherein the arylcarbonyl group is a carbonyl group substituted with an aryl group.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로알킬"은 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 알킬을 의미한다. 본 발명에 사용된 용어 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 아릴기 또는 아릴렌기를 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 이웃한 작용기기가 결합하여 형성될 수도 있다.The term "heteroalkyl" as used herein, unless otherwise specified, means an alkyl containing one or more heteroatoms. As used herein, the term "heteroaryl group" or "heteroarylene group" refers to an aryl group or arylene group having 2 to 60 carbon atoms each containing at least one heteroatom, unless otherwise specified, and is limited thereto It does not, and includes at least one of a single ring and a multi-ring, and may be formed by combining adjacent functional groups.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 결합하여 형성될 수도 있다.As used herein, the term "heterocyclic group" includes at least one heteroatom, has 2 to 60 carbon atoms, includes at least one of a single ring and multiple rings, and includes a heteroaliphatic ring and a heterocyclic group, unless otherwise specified. Contains an aromatic ring. It may also be formed by combining adjacent functional groups.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.As used herein, the term "heteroatom" refers to N, O, S, P or Si unless otherwise specified.
또한 "헤테로고리기"는 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다. In addition, the "heterocyclic group" may include a ring containing SO 2 instead of carbon forming the ring. For example, "heterocyclic group" includes the following compounds.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.Unless otherwise specified, the term "aliphatic" as used herein means an aliphatic hydrocarbon ring having 1 to 60 carbon atoms, and "aliphatic ring" means an aliphatic hydrocarbon ring having 3 to 60 carbon atoms.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화고리를 포함한다.Unless otherwise specified, the term "ring" used herein refers to a fused ring composed of an aliphatic ring having 3 to 60 carbon atoms, an aromatic ring having 6 to 60 carbon atoms, a heterocyclic ring having 2 to 60 carbon atoms, or a combination thereof, Contains saturated or unsaturated rings.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.Other hetero compounds or heteroradicals other than the aforementioned hetero compounds include, but are not limited to, one or more heteroatoms.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "카르보닐"이란 -COR'로 표시되는 것이며, 여기서 R'은 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 6 내지 30 의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알켄일기, 탄소수 2 내지 20의 알킨일기, 또는 이들의 조합인 것이다.Unless otherwise specified, the term "carbonyl" as used herein is represented by -COR', where R' is hydrogen, an alkyl group of 1 to 20 carbon atoms, an aryl group of 6 to 30 carbon atoms, or a carbon atom of 3 to 30 carbon atoms. A cycloalkyl group, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a combination thereof.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "에테르"란 -R-O-R'로 표시되는 것이며, 여기서 R 또는 R'은 각각 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알켄일기, 탄소수 2 내지 20의 알킨일기, 또는 이들의 조합인 것이다.Unless otherwise specified, the term "ether" as used herein is represented by -R-O-R', wherein R or R' are each independently hydrogen, an alkyl group of 1 to 20 carbon atoms, or a carbon atom of 6 to 30 carbon atoms. It is an aryl group, a C3-C30 cycloalkyl group, a C2-C20 alkenyl group, a C2-C20 alkynyl group, or a combination thereof.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알콕실기, C1~C20의 알킬아민기, C1~C20의 알킬티오펜기, C6~C20의 아릴티오펜기, C2~C20의 알켄일기, C2~C20의 알킨일기, C3~C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기, C8~C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.In addition, unless explicitly stated otherwise, “substituted” in the term “substituted or unsubstituted” as used herein means deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1 ~ C 20 alkyl group, C 1 ~ C 20 alkoxyl group, C 1 ~ C 20 alkylamine group, C 1 ~ C 20 alkylthiophene group, C 6 ~ C 20 arylthiophene group, C 2 ~ C 20 alkenyl group, C 2 ~ C 20 alkynyl group, C 3 ~ C 20 cycloalkyl group, C 6 ~ C 20 aryl group, deuterium-substituted C 6 ~ C 20 aryl group, C 8 ~ C 20 arylalkenyl group, silane group, boron group, germanium group, and C 2 ~ C 20 means substituted with one or more substituents selected from the group consisting of heterocyclic groups, but is not limited to these substituents.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.In addition, unless explicitly stated otherwise, the chemical formula used in the present invention applies the same as the substituent definition by the exponential definition of the following chemical formula.
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.Here, when a is an integer of 0, substituent R 1 does not exist, and when a is an integer of 1, one substituent R 1 is bonded to any one of the carbon atoms forming the benzene ring, and when a is an integer of 2 or 3 Each is combined as follows, wherein R 1 may be the same or different from each other, and when a is an integer of 4 to 6, it is bonded to the carbon of the benzene ring in a similar manner, while indicating the hydrogen bonded to the carbon forming the benzene ring. is omitted.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 화합물 및 이를 포함하는 유기전기소자에 대하여 설명한다. Hereinafter, a compound according to an aspect of the present invention and an organic electric device including the same will be described.
본 발명의 구체적인 예에 따르면, 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물을 제공한다.According to a specific example of the present invention, a compound represented by the following formula (1) is provided.
화학식 (1)Formula (1)
{상기 화학식 (1)에서,{In the formula (1),
1) Ar1 , 2는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; C6~C30의 아릴옥시기; 및 -L'-N(Ra)(Rb);로 이루어진 군에서 선택되고, (여기서 상기 L'은 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 Ra 및 Rb 은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택됨)1) Ar 1 and 2 are each independently a C 6 ~ C 60 aryl group; fluorenyl group; A C 2 ~C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; C 3 ~ C 60 aliphatic ring and C 6 ~ C 60 aromatic ring fused ring group; C 1 ~ C 50 Alkyl group; A C 2 ~C 20 alkenyl group; A C 2 ~C 20 alkynyl group; C 1 ~ C 30 alkoxyl group; C 6 ~ C 30 aryloxy group; And -L'-N (R a ) (R b ); is selected from the group consisting of, (Where L' is a single bond; C 6 ~ C 60 Arylene group; Fluorenylene group; C 3 ~ C 60 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring and a C 6 ~ C 60 fused ring group of an aromatic ring; and a C 2 ~ C 60 heterocyclic group; wherein R a and R b are independently of each other C 6 ~ C 60 aryl group; fluorenyl group; C 3 ~ C 60 aliphatic ring and C 6 ~ C 60 aromatic ring fused ring group; and C containing at least one heteroatom of O, N, S, Si and P 2 ~ C 60 heterocyclic group; selected from the group consisting of)
2) a, b, d, e, h는 0~4의 정수, c, f, g는 0~3의 정수이고, 2) a, b, d, e, h are integers from 0 to 4, c, f, g are integers from 0 to 3,
3) R1~8은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; C6~C30의 아릴옥시기; 및 -L'-N(Ra)(Rb);로 이루어진 군에서 선택되고, 또는 이웃한 R1끼리, 이웃한 R2끼리, 이웃한 R3끼리, 이웃한 R4끼리, 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R7끼리, 이웃한 R8끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,3) R 1 to 8 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; C 6 ~ C 60 aryl group; fluorenyl group; A C 2 ~C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; C 3 ~ C 60 aliphatic ring and C 6 ~ C 60 aromatic ring fused ring group; C 1 ~ C 50 Alkyl group; A C 2 ~C 20 alkenyl group; A C 2 ~C 20 alkynyl group; C 1 ~ C 30 alkoxyl group; C 6 ~ C 30 aryloxy group; and -L'-N(R a )(R b ); or adjacent R 1 , adjacent R 2 , adjacent R 3 , adjacent R 4 , adjacent R 5 , adjacent R 6 , adjacent R 7 , and adjacent R 8 may bond to each other to form a ring,
4) L1~3은 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C2~C60의 2가 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 2가 융합고리기; 및 2가의 지방족 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택된다.4) L 1 to 3 are each independently a single bond; C 6 ~ C 60 arylene group; Fluorenylene group; C 2 ~C 60 divalent heterocyclic group; A divalent fused ring group of C 3 ~ C 60 aliphatic ring and C 6 ~ C 60 aromatic ring; And it is selected from the group consisting of a divalent aliphatic hydrocarbon group.
단, 하기 화학식 (1')과 같이 표시되는 화합물은 본 발명에서 제외된다.However, compounds represented by the following formula (1') are excluded from the present invention.
} }
또한, 본 발명은 상기 화학식 (1)로 나타낸 화합물이 하기 화학식 (2) 내지 화학식 (5) 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함한다.In addition, the present invention includes a compound represented by any one of the following formulas (2) to (5) as the compound represented by the above formula (1).
화학식 (2) 화학식 (3) Formula (2) Formula (3)
화학식 (4) 화학식 (5) Formula (4) Formula (5)
(상기 화학식 (2) 내지 (5)에서, R1~8, a, b, c, d, e, f, g, h, Ar1 ~2, L1~3은 상기 화학식 (1)에서 정의된 바와 같다.)(In Formulas (2) to (5), R 1-8 , a, b, c, d, e, f, g, h, Ar 1-2 , L 1-3 are defined in Formula (1) as has been done.)
또한, 본 발명은 상기 화학식 (1)로 나타낸 화합물이 하기 화학식 (6) 내지 화학식 (11) 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.In addition, the present invention provides a compound in which the compound represented by the above formula (1) is represented by any one of the following formulas (6) to (11).
화학식 (6) 화학식 (7) 화학식 (8) Formula (6) Formula (7) Formula (8)
화학식 (9) 화학식 (10) 화학식 (11)Formula (9) Formula (10) Formula (11)
(상기 화학식 (6) 내지 (11)에서, R1~8, a, b, c, d, e, f, g, h, Ar1 ~2, L1~3은 상기 화학식 (1)에서 정의된 바와 같다.)(In Formulas (6) to (11), R 1-8 , a, b, c , d, e, f, g, h, Ar 1-2 , L 1-3 are defined in Formula (1) above as has been done.)
본 발명은 상기 화학식 (1)로 나타낸 화합물이 아래와 같이 표시되는 화합물을 제공한다.The present invention provides a compound represented by the compound represented by the above formula (1) as follows.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기전기소자(100)는 기판(110) 상에 형성된 제 1전극(120), 제 2전극(180) 및 제 1전극(120)과 제 2전극(180) 사이에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층을 구비한다. 이때, 제 1전극(120)은 애노드(양극)이고, 제 2전극(180)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.Referring to FIG. 1, the organic
유기물층은 제 1전극(120) 상에 순차적으로 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(150)을 제외한 나머지 층들이 형성되지 않을 수 있다. 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(151), 버퍼층(141) 등을 더 포함할 수도 있고, 전자수송층(160) 등이 정공저지층의 역할을 할 수도 있을 것이다.The organic material layer may sequentially include a hole injection layer 130 , a hole transport layer 140 , a light emitting layer 150 , an electron transport layer 160 , and an electron injection layer 170 on the first electrode 120 . At this time, other layers except for the light emitting layer 150 may not be formed. A hole blocking layer, an electron blocking layer, a light emitting auxiliary layer 151, a buffer layer 141, and the like may be further included, and an electron transport layer 160 may serve as a hole blocking layer.
또한, 미도시하였지만 본 발명에 따른 유기전기소자는 제 1전극과 제 2전극중 적어도 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 일면에 형성된 보호층을 더 포함할 수 있다.In addition, although not shown, the organic electric element according to the present invention may further include a protective layer formed on a surface opposite to the organic material layer among at least one surface of the first electrode and the second electrode.
한편, 동일한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면 특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합도 아주 중요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 level 및 T1 값, 물질의 고유특성(mobility, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.On the other hand, even in the same core, since the band gap, electrical properties, interface properties, etc. may vary depending on which substituent is attached to which position, the selection of the core and the combination of sub-substituents bonded thereto are also very important. It is important, especially when the optimal combination of the energy level and T1 value between each organic material layer and the intrinsic properties of the material (mobility, interfacial properties, etc.) is achieved, long life and high efficiency can be achieved at the same time.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.An organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention may be manufactured using a physical vapor deposition (PVD) method. For example, an anode is formed by depositing a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof on a substrate, and a hole injection layer 130, a hole transport layer 140, a light emitting layer 150, an electron transport layer 160 and After forming an organic material layer including the electron injection layer 170, it can be manufactured by depositing a material that can be used as a cathode thereon.
이에 따라, 본 발명은 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함하는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 (1)에 포함되는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.Accordingly, the present invention is a first electrode; a second electrode; and an organic material layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer contains a compound represented by Chemical Formula (1).
또한 본 발명은 상기 유기전기소자에서 상기 제 1전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 또는 상기 제 2전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 중 적어도 하나에 형성되는 광효율개선층을 더 포함하는 유기전기소자를 제공한다.In addition, the present invention further includes a light efficiency improvement layer formed on at least one of one side opposite to the organic material layer among one side surface of the first electrode in the organic electric device or one side opposite to the organic material layer among one side surface of the second electrode. It provides an organic electric element that does.
또한 본 발명에서 상기 유기물층은 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정 및 롤투롤 공정 중 어느 하나에 의해 형성되며, 상기 유기물층은 전자수송재료로 상기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.In the present invention, the organic material layer is formed by any one of a spin coating process, a nozzle printing process, an inkjet printing process, a slot coating process, a dip coating process, and a roll-to-roll process, and the organic material layer includes the compound as an electron transport material. It provides an organic electric element characterized in that.
또 다른 구체적인 예로서, 본 발명은 상기 유기물층에 상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물의 동종 또는 이종의 화합물이 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.As another specific example, the present invention provides an organic electric device characterized in that a compound of the same type or a different type of the compound represented by the formula (1) is mixed and used in the organic material layer.
또한 본 발명은 상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 정공수송층 또는 발광보조층 조성물을 제공하고, 상기 정공수송층 또는 발광보조층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.In addition, the present invention provides a hole transport layer or light emitting auxiliary layer composition containing the compound represented by Formula (1), and provides an organic electric device including the hole transport layer or light emitting auxiliary layer.
또한 본 발명은 상기한 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치 ; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치를 제공한다. In addition, the present invention is a display device including the organic electric element; and a controller for driving the display device.
또 다른 측면에서 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치를 본 발명에서 제공한다. 이때, 전자장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말기일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자장치를 포함한다.In another aspect, the present invention provides an electronic device characterized in that the organic electric device is at least one of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoreceptor, an organic transistor, and a device for monochromatic or white lighting. At this time, the electronic device may be a current or future wired/wireless communication terminal, and includes all electronic devices such as a mobile communication terminal such as a mobile phone, a PDA, an electronic dictionary, a PMP, a remote control, a navigation device, a game machine, various TVs, and various computers.
이하에서, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 합성예 및 본 발명의 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, synthetic examples of the compound represented by Chemical Formula 1 and manufacturing examples of the organic electric device of the present invention will be described in detail with examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[[ 합성예synthesis example 1] One]
본 발명에 따른 화학식 (1)로 표시되는 화합물(final product)은 하기 반응식 1과 같이 Sub 1이 Sub 2와 반응하여 제조된다.The final product represented by Chemical Formula (1) according to the present invention is prepared by reacting Sub 1 with Sub 2 as shown in Scheme 1 below.
<반응식 1><Scheme 1>
Sub Sub 1합성1 synthesis 예시 (L Example (L 1One 이 단일결합이 this single bond 아닐경우if not ))
반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며 이에 한정된 것은 아니다. Sub 1 of Reaction Scheme 1 may be synthesized by the reaction pathway of Reaction Scheme 2 below, but is not limited thereto.
<반응식 2><Scheme 2>
Sub Sub 1(6)합성1(6) Synthesis 예시 example
Sub 1-2-1의 합성Synthesis of Sub 1-2-1
Sub 1-1-1 (55.3g, 140 mmol)을 DMF 980mL에 녹인 후에, bispinacolborate (39.1 g, 154 mmol), PdCl2(dppf) 촉매 (3.43 g, 4.2 mmol), KOAc (41.3 g, 420 mmol)을 순서대로 첨가한 후 24 시간 교반 후에, 얻어진 화합물을 silicagel column 및 재결정을 걸쳐서 분리한 후 보레이트 화합물 Sub 1-2-1을 44.6g (72%)얻었다. After dissolving Sub 1-1-1 (55.3g, 140 mmol) in DMF 980mL, bispinacolborate (39.1 g, 154 mmol), PdCl 2 (dppf) catalyst (3.43 g, 4.2 mmol), KOAc (41.3 g, 420 mmol) ) were added in order and after stirring for 24 hours, the resulting compound was separated over a silicagel column and recrystallization to obtain 44.6 g (72%) of the borate compound Sub 1-2-1.
Sub 1(3)의 합성Synthesis of Sub 1(3)
Sub 1-2-1 (35.4g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 1-3-1 (23.8g, 84 mmol), Pd(PPh3)4 (2.8g, 2.4mmol), NaOH (9.6g, 240mmol), 물 180 mL을 첨가한 후, 교반 환류시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 29.4g (78%) 얻었다Sub 1-2-1 (35.4 g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 1-3-1 (23.8 g, 84 mmol), Pd(PPh 3 ) 4 (2.8 g, 2.4 mmol), NaOH (9.6 g , 240 mmol) and 180 mL of water are added, followed by stirring to reflux. After the reaction was completed, extraction was performed with ether and water, and the organic layer was dried with MgSO 4 , concentrated, and the resulting organic material was recrystallized using a silica gel column to obtain 29.4 g (78%) of the product.
Sub Sub 1(4)합성1(4) Synthesis 예시 example
Sub 1(4)의 합성Synthesis of Sub 1(4)
Sub 1-2-1 (35.4g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 1-3-2 (32.7g, 84 mmol), Pd(PPh3)4 (2.8g, 2.4mmol), NaOH (9.6g, 240mmol), 물 180 mL을 첨가한 후, 교반 환류시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 32.8g (71%) 얻었다Sub 1-2-1 (35.4 g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 1-3-2 (32.7 g, 84 mmol), Pd(PPh 3 ) 4 (2.8 g, 2.4 mmol), NaOH (9.6 g , 240 mmol) and 180 mL of water are added, followed by stirring to reflux. After the reaction was completed, extraction was performed with ether and water, the organic layer was dried with MgSO 4 , concentrated, and the resulting organic material was recrystallized using a silica gel column to obtain 32.8 g (71%) of the product.
Sub 1의 예시는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다. An example of Sub 1 is as follows, but is not limited thereto.
Sub Sub 2합성2 synthesis 예시 example
반응식 1의 Sub 3은 하기 반응식 3의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며 이에 한정된 것은 아니다. Sub 3 of Reaction Scheme 1 may be synthesized by the reaction pathway of Reaction Scheme 3 below, but is not limited thereto.
<반응식 3><Scheme 3>
Sub 2(1)의 합성예시Synthesis example of Sub 2(1)
Sub 2-2-1 (7.7g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2-1-1 (5.2g, 20mmol), Pd2(dba)3 (0.5g, 0.6mmol), P(t-Bu)3 (0.2g, 2mmol), NaOt-Bu (5.8g, 60mmol), toluene (300 mL)을 각각 첨가한 뒤, 100 ℃에서 24시간 교반 환류시킨다. 반응이 종료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 최종화합물을 6.8g (수율: 68%)을 얻었다. After dissolving Sub 2-2-1 (7.7g, 24mmol) in toluene, Sub 2-1-1 (5.2g, 20mmol), Pd 2 (dba) 3 (0.5g, 0.6mmol), P (t-Bu ) 3 (0.2g, 2mmol), NaO t -Bu (5.8g, 60mmol), and toluene (300 mL) were added, followed by stirring and refluxing at 100 °C for 24 hours. After the reaction was completed, extraction was performed with ether and water, and the organic layer was dried with MgSO 4 , concentrated, and the resulting organic material was recrystallized using a silica gel column to obtain 6.8 g of the final compound (yield: 68%).
Sub 2(18)의 합성예시Synthesis example of Sub 2 (18)
Sub 2-2-2 (11.5g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2-1-2 (6.7g, 20mmol)를 상기 Sub 2(1)의 합성법을 이용하여 최종화합물을 11.1g (수율: 76%)을 얻었다. After dissolving Sub 2-2-2 (11.5g, 24mmol) in toluene, 11.1g of the final compound (yield: 76%) was obtained.
Sub 2의 예시는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다. An example of Sub 2 is as follows, but is not limited thereto.
Final Products 합성 예시Example of Final Products synthesis
1-4의 합성예시Synthesis example of 1-4
Sub 1(7) (9.5g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2(21)을 (11.5g, 20mmol)을 넣고 Pd2(dba)3 (0.5g, 0.6mmol), P(t-Bu)3 (0.2g, 2mmol), NaOt-Bu (5.8g, 60mmol), toluene (300 mL)을 각각 첨가한 뒤, 100 ℃에서 24시간 교반 환류시킨다. 반응이 종료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 최종화합물을 15.8g (수율: 74%)을 얻었다. After dissolving Sub 1(7) (9.5g, 24mmol) in toluene, Sub 2(21) (11.5g, 20mmol) was added and Pd 2 (dba) 3 (0.5g, 0.6mmol), P(t-Bu ) 3 (0.2g, 2mmol), NaO t -Bu (5.8g, 60mmol), and toluene (300 mL) were added, followed by stirring and refluxing at 100 °C for 24 hours. After the reaction was completed, extraction was performed with ether and water, the organic layer was dried with MgSO 4 , concentrated, and the resulting organic material was recrystallized using a silica gel column to obtain 15.8 g of the final compound (yield: 74%).
2-8의 합성예시Synthesis example of 2-8
Sub 1(7) (9.5g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2(22) (13.1g, 20mmol)을 넣고 상기 1-4의 합성법을 이용하여 최종화합물을 17.7g (수율: 76%)을 얻었다. After dissolving Sub 1(7) (9.5g, 24mmol) in toluene, Sub 2(22) (13.1g, 20mmol) was added and the final compound was 17.7g (yield: 76%) using the synthesis method of 1-4 above. got
3-14의 합성예시Synthesis example of 3-14
Sub 1(7) (9.5g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2(23) (12.5g, 20mmol)을 넣고 상기 1-4의 합성법을 이용하여 최종화합물을 16.9g (수율: 75%)을 얻었다. After dissolving Sub 1(7) (9.5g, 24mmol) in toluene, Sub 2(23) (12.5g, 20mmol) was added and the final compound was 16.9g (yield: 75%) using the synthesis method of 1-4 above. got
4-1의 합성예시Synthesis example of 4-1
Sub 1(7) (9.5g, 24mmol)을 톨루엔에 녹인 후에, Sub 2(24) (10.0g, 20mmol)을 넣고 상기 1-4의 합성법을 이용하여 최종화합물을 15.0 (수율: 77%)을 얻었다. After dissolving Sub 1(7) (9.5g, 24mmol) in toluene, Sub 2(24) (10.0g, 20mmol) was added and the final compound was 15.0 (yield: 77%) using the synthesis method of 1-4 above. got it
유기전기소자의 제조평가Manufacturing evaluation of organic electric devices
실시 예 1) 그린 유기 발광 소자의 제작 및 시험 (Example 1) Fabrication and test of green organic light emitting device ( 발광보조층Light emitting auxiliary layer ))
먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 위에 우선 홀 주입층으로서 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (2-TNATA로 약기함) 막을 진공증착하여 60 nm 두께로 형성하였다. 이어서, 이 막 상에 정공수송 화합물로서 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (이하 -NPD로 약기함)를 60 nm 두께로 진공증착하여 홀 수송층을 형성하였다. 이어서, 발광 보조층 재료로서 상기 발명 화합물을 20nm의 두께로 진공증착하여 발광 보조층을 형성하였다. 발광 보조층을 형성한 후, 발광 보조층 상부에 호스트로서는 CBP[4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl], 도판트로서는 Ir(ppy)3 [tris(2-phenylpyridine)-iridium] 을 95:5 중량으로 도핑함으로써 상기 발광 보조층 위에 30nm 두께의 발광층을 증착하였다. 홀 저지층으로 (1,1'-비스페닐)-4-올레이토)비스(2-메틸-8-퀴놀린올레이토)알루미늄(이하 BAlq로 약기함)을 10 nm 두께로 진공증착하고, 전자수송층으로 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(이하 Alq3로 약칭함)을 40 nm 두께로 성막하였다. 이후, 전자주입층으로 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극으로 사용함으로서 유기전계 발광소자를 제조하였다.First, as a hole injection layer on the ITO layer (anode) formed on the glass substrate, N 1 -(naphthalen-2-yl)-N 4 ,N 4 -bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl )-N 1 -phenylbenzene-1,4-diamine (abbreviated as 2-TNATA) film was vacuum deposited to form a thickness of 60 nm. Subsequently, 4,4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (hereinafter abbreviated as -NPD) as a hole transport compound was vacuum deposited on the film to a thickness of 60 nm to form a hole transport layer. was formed. Then, as a light emitting auxiliary layer material, the inventive compound was vacuum deposited to a thickness of 20 nm to form a light emitting auxiliary layer. After forming the light emitting auxiliary layer, CBP[4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl] as the host and Ir(ppy)3 [tris(2-phenylpyridine)-iridium] as the dopant on the light emitting auxiliary layer. A light emitting layer having a thickness of 30 nm was deposited on the light emitting auxiliary layer by doping with a weight of 95:5. As a hole-blocking layer, (1,1'-bisphenyl)-4-oleato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (hereinafter abbreviated as BAlq) was vacuum deposited to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer was formed. A film of tris(8-quinolinol) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq3) was formed to a thickness of 40 nm. Thereafter, LiF, an alkali metal halide, was deposited to a thickness of 0.2 nm as an electron injection layer, and then Al was deposited to a thickness of 150 nm and used as a cathode, thereby manufacturing an organic light emitting device.
이와 같이 제조된 실시예 및 비교예 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기 표는 소자제작 및 평가한 결과를 나타낸다.A forward bias DC voltage was applied to the organic electroluminescent devices of Examples and Comparative Examples prepared as described above to measure electroluminescence (EL) characteristics with PR-650 of Photoresearch, and as a result of the measurement, 5000 cd/m 2 standard luminance T95 life was measured through life measurement equipment manufactured by McScience. The table below shows the results of device fabrication and evaluation.
비교예 1)Comparative Example 1)
발광보조층을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the light emitting auxiliary layer was not used.
비교예 2~4)Comparative Examples 2 to 4)
발광보조층으로 비교화합물 1~4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Comparative Compounds 1 to 4 were used as the light emitting auxiliary layer.
비교화합물 1 비교화합물 2 비교화합물 3 비교화합물 4 Comparative Compound 1 Comparative Compound 2 Comparative Compound 3 Comparative Compound 4
(cd/m2)Brightness
(cd/m 2 )
T(95)Lifetime
T(95)
(x, y)CIE
(x, y)
상기 표 4 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기전기발광소자용 재료를 발광보조층 재료로 사용하여 그린 유기전기발광소자를 제작한 경우, 발광보조층을 사용하지 않거나 비교화합물 1~3을 발광보조층으로 사용한 비교예 2~4보다 유기전기발광소자의 구동전압을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 발광 효율과 수명을 현저히 개선시킬 수 있음을 알 수 있다. As can be seen from the results of Table 4, when a green organic light emitting device is produced using the material for an organic light emitting device of the present invention as a material for an auxiliary light emitting layer, the auxiliary compound 1 to 3 emits light without using an auxiliary light emitting layer. It can be seen that not only can lower the driving voltage of the organic light emitting device than Comparative Examples 2 to 4 used as an auxiliary layer, but also can significantly improve the luminous efficiency and lifetime.
다시 말해, 발광보조층을 사용하지 않은 비교예 1이 가장 좋지 않은 결과를 나타내었고, 비교화합물을 발광보조층으로 사용한 예 중에서는 2-spirofluorene의 화합물을 사용한 비교예 5가 가장 좋지 않은 결과를 보였고, 4-spirofluorene에 3-cabazole이 치환된 비교화합물 2의 결과가 가장 우수했다.In other words, Comparative Example 1 without using the light emitting auxiliary layer showed the worst results, and among the examples using the comparative compound as the light emitting auxiliary layer, Comparative Example 5 using the compound of 2-spirofluorene showed the worst results. , Comparative compound 2 in which 3-cabazole was substituted for 4-spirofluorene had the best results.
소자 데이터를 보면 크게 세 가지의 경향성을 알 수 있다. Looking at the device data, three trends can be found.
첫 번째는 비교예 5와 모든 데이터를 비교했을 때 알 수 있는 spirofluorene의 치환기 위치 (4번 vs. 2번) 따른 차이점이다. 2-spirofluorene이 치환된 비교화합물 4보다는 4-spirofluorene이 치환된 나머지 비교화합물 1~3과 발명 화합물의 결과가 우수했는데 이는 4번 위치에 spirofluorene이 치환되면서 2번 위치에 치환된 화합물 보다 T1이 높아지고, 그 밖의 다른 물성에서도 차이가 발생되기 때문이라 판단된다. 따라서 이 결과에서는 4-spirofluorene의 강점을 확인할 수 있다. The first is the difference according to the substituent position (4 vs. 2) of spirofluorene that can be seen when comparing all data with Comparative Example 5. Compared to Comparative Compound 4 in which 2-spirofluorene was substituted, the results of the comparative compounds 1 to 3 and the invention compound in which 4-spirofluorene was substituted were superior. , it is judged that this is due to differences in other physical properties. Therefore, the strength of 4-spirofluorene can be confirmed in this result.
두 번째는 비교화합물 1, 비교화합물 2 그리고 본 발명 화합물을 비교하면 알 수 있는 Carbazole의 치환개수에 따른 차이점이다. 4-spirofluorene에 아릴이 치환된 비교화합물 1보다는 cabazole이 한 개 치환되어 있는 비교화합물 2의 결과가 우수했고 그 보다는 두 개 치환된 본 발명 화합물의 결과가 더 우수한 것을 확인할 수 있다. 이는 분자내에 cabazole이 두 개 치환되면 치환되지 않았을 경우 또는 한 개 치환됐을 경우보다 HOMO값이 깊어지고 그로 인해 hole injection과 mobility능력이 향상되어 결과적으로 효율, 수명 그리고 특히 구동전압을 눈에 띄게 향상된 것으로 판단된다. The second is the difference according to the number of substitutions of Carbazole, which can be seen by comparing Comparative Compound 1, Comparative Compound 2, and the compound of the present invention. Compared to Comparative Compound 1 in which 4-spirofluorene is substituted with aryl, the result of Comparative Compound 2 in which one cabazole is substituted was superior, and it can be seen that the result of the compound of the present invention in which two substitutions of 4-spirofluorene is obtained is better. This means that when two cabazoles are substituted in the molecule, the HOMO value becomes deeper than when unsubstituted or when one is substituted, and hole injection and mobility are improved. judged
마지막으로 비교화합물 3과 본 발명 화합물의 결과를 비교해보면, 같은 헤테로고리일 지라도 carbazole이 치환됐을 경우와 dibenzofuran이 치환되었을 경우는 화합물의 물성이 완전히 달라지고 그로 인해 소자의 결과가 상이하게 나올 수 있음을 확인 할 수 있다. Finally, comparing the results of Comparative Compound 3 and the compound of the present invention, even in the same heterocycle, when carbazole is substituted and when dibenzofuran is substituted, the physical properties of the compound are completely different, and as a result, the device results may be different. can confirm.
따라서 결론적으로 4-spirofluorene에 두 개의 2-carbazole이 치환되어 있는 본 발명화합물이 기존 유사 화합물들에 비하여 월등히 우수한 성능을 나타냄을 확인 할 수 있다. Therefore, in conclusion, it can be confirmed that the compound of the present invention, in which two 2-carbazoles are substituted for 4-spirofluorene, exhibits significantly superior performance compared to existing similar compounds.
상기의 결과를 설명한 바와 같이 유사한 화합물이라도 치환기의 종류 및 위치에 따라 화합물의 물성이 바뀌고 이것이 소자 성능향상에 주요 인자로 작용하여 상이한 결과가 도출됨을 확인할 수 있다. 즉, 3차 아민에 4-spirofluorene과 두 개의 carbazole이 치환됨에 따라 화합물의 물성 및 소자의 결과가 현저히 달라짐을 시사하고 있다. As described above, it can be confirmed that even in similar compounds, the physical properties of the compound change depending on the type and position of the substituent, which acts as a major factor in improving device performance, resulting in different results. That is, as tertiary amine is substituted with 4-spirofluorene and two carbazoles, it suggests that the physical properties of the compound and the result of the device are significantly different.
이상, 본 발명을 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described as an example, and those skilled in the art will be able to make various modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in this specification are intended to explain, not limit, the present invention, and the spirit and scope of the present invention are not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all techniques within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 유기전기소자 110 : 기판
120 : 제 1전극(양극) 130 : 정공주입층
140 : 정공수송층 141 : 버퍼층
150 : 발광층 151 : 발광보조층
160 : 전자수송층 170 : 전자주입층
180 : 제 2전극(음극)100: organic electric element 110: substrate
120: first electrode (anode) 130: hole injection layer
140: hole transport layer 141: buffer layer
150: light emitting layer 151: light emitting auxiliary layer
160: electron transport layer 170: electron injection layer
180: second electrode (cathode)
Claims (11)
화학식 (2)
화학식 (4) 화학식 (5)
{상기 화학식 (2), (4) 및 (5)에서,
1) Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 C6~C24의 아릴기; 플루오렌일기; 또는 O, N 및 S 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C24의 헤테로고리기; 이고,
2) a, b, d, e, h는 0~4의 정수, c, f, g는 0~3의 정수이고,
3) R1, R2, R3 및 R4, R5, R6, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소; C6~C24의 아릴기; O, N 또는 S 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C24의 헤테로고리기; 및 C2~C20의 알켄일기; 로 이루어진 군에서 선택되고,
또는 이웃한 R4끼리, 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R7끼리, 이웃한 R8끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
4) L1은 단일결합; 또는 C6~C24의 아릴렌기;이고,
L2 및 L3은 단일결합이며,
단, L3가 와 같이 카바졸의 2번위치에 치환되는 경우는 제외한다.}
A compound represented by the following formula (2), (4) or (5)
Formula (2)
Formula (4) Formula (5)
{In the above formulas (2), (4) and (5),
1) Ar 1 and Ar 2 are each independently a C 6 ~ C 24 aryl group; fluorenyl group; or a C 2 ~C 24 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, and S; ego,
2) a, b, d, e, h are integers from 0 to 4, c, f, g are integers from 0 to 3,
3) R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen; C 6 ~ C 24 aryl group; A C 2 ~C 24 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N or S; And C 2 ~ C 20 alkenyl group; is selected from the group consisting of
Alternatively, adjacent R 4 , adjacent R 5 , adjacent R 6 , adjacent R 7 , and adjacent R 8 may be bonded to each other to form a ring,
4) L 1 is a single bond; Or a C 6 ~ C 24 arylene group;
L 2 and L 3 are single bonds;
However, L 3 is Excluding the case where it is substituted at the 2nd position of carbazole.}
화학식 (9) 화학식 (10) 화학식 (11)
(상기 화학식 (9) 내지 (11)에서, R1~8, a, b, c, d, e, f, g, h, Ar1~2, L1~3은 상기 청구항 1에서 정의된 바와 같다.)
The compound of claim 1, wherein Formula (4) is represented by any one of Formulas (9) to (11) below.
Formula (9) Formula (10) Formula (11)
(In Formulas (9) to (11), R 1-8 , a, b, c, d, e, f, g, h, Ar 1-2 , L 1-3 are as defined in claim 1 above. same.)
A compound represented by any one of the following compounds.
상기 유기물층은 제 1항 또는 제4항에 따르는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자a first electrode; a second electrode; and an organic material layer positioned between the first electrode and the second electrode.
An organic electric element characterized in that the organic material layer contains the compound according to claim 1 or 4.
상기 유기물층이 정공수송층 또는 발광보조층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자According to claim 5,
An organic electric device, characterized in that the organic material layer is a hole transport layer or a light emitting auxiliary layer
상기 제 1전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 또는 상기 제 2전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 중 적어도 하나에 형성되는 광효율개선층을 더 포함하는 유기전기소자According to claim 5,
An organic electric device further comprising a light efficiency improvement layer formed on at least one of one side of the first electrode opposite to the organic material layer or one side of the second electrode opposite to the organic material layer.
상기 유기물층은 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정 및 롤투롤 공정 중 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자According to claim 5,
The organic layer is an organic electric element, characterized in that formed by any one of a spin coating process, a nozzle printing process, an inkjet printing process, a slot coating process, a dip coating process and a roll-to-roll process
상기 유기물층에서 상기 화합물은 동종 또는 이종의 화합물이 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자According to claim 5,
In the organic material layer, the compound is an organic electric device, characterized in that the same type or different types of compounds are mixed and used
상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치
According to claim 10,
The organic electric device is an electronic device, characterized in that at least one of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoreceptor, an organic transistor, and a monochromatic or white lighting device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |