KR20160132724A - 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160132724A
KR20160132724A KR1020150065629A KR20150065629A KR20160132724A KR 20160132724 A KR20160132724 A KR 20160132724A KR 1020150065629 A KR1020150065629 A KR 1020150065629A KR 20150065629 A KR20150065629 A KR 20150065629A KR 20160132724 A KR20160132724 A KR 20160132724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
compound
ring
sub
carbon atoms
Prior art date
Application number
KR1020150065629A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102399009B1 (ko
Inventor
이범성
이선희
문성윤
소기호
박형근
박종광
김대성
김석현
Original Assignee
덕산네오룩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덕산네오룩스 주식회사 filed Critical 덕산네오룩스 주식회사
Priority to KR1020150065629A priority Critical patent/KR102399009B1/ko
Publication of KR20160132724A publication Critical patent/KR20160132724A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102399009B1 publication Critical patent/KR102399009B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H01L51/50—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 전자 장치를 제공한다.

Description

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 {COMPOUND FOR ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT, ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT USING THE SAME, AND AN ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 정공주입 재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
유기전기소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율과 수명 문제는 반드시 해결해야 하는 상황이다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동 시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다. 하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화 시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위(energy level) 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도(mobility), 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
일반적으로 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재결합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다.
하지만 정공이 전자보다 빠르게 이동되어 발광층 내에서 생성된 엑시톤이 전자 수송층으로 넘어가게 되면 결과적으로 발광층 내 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 전자 수송층 계면에서 발광하게 된다.
전자 수송층 계면에서 발광될 경우, 유기전기 발광소자의 색순도 및 효율이 저하되는 문제점이 발생되고 있으며, 특히 유기전기소자 제작 시 고온 안정성이 떨어져 유기전기소자의 수명이 짧아지는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 고온 안정성과 높은 전자 이동도를 가지면서 높은 T1 값으로 정공저지능력을 향상시키는 전자수송 물질의 개발이 필요한 시점이다.
KR 1020090028852 A1
본 발명은 높은 전자 이동도와 높은 고온안정성을 가지며, 높은 T1 값으로 보다 효율적인 정공저지능력(hole blocking ability)을 갖는 화합물의 개발을 통해 높은 효율과 높은 수명 및 높은 색순도를 갖는 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pat00001
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식으로 표시되는 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 고내열성을 달성할 수 있고, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
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.
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.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다:
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.
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.
본 발명에 사용된 용어 "할로알킬기" 또는 "할로겐알킬기"는 다른 설명이 없는 한 할로겐으로 치환된 알킬기를 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로알킬기"는 알킬기를 구성하는 탄소원자 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 것을 의미한다.
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.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
Figure pat00002
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.
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.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
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.
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.
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.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
Figure pat00003
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.
Figure pat00004

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 화합물 및 이를 포함하는 유기전기소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 구체적인 예에 따르면, 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물을 제공한다.
<화학식 (1)>
Figure pat00005
{상기 화학식 (1)에서,
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 선택되며(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 Rb은 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),
2) Ar3 , 4는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기이며,
3) X1 내지 X3은 CR1 또는 N (단, 적어도 하나는 N이다)이고,
4) R1은 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 선택되거나, 이웃한 R1끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
(여기서, 상기 아릴기, 헤테로아릴기, 플루오렌닐기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 융합고리기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; -L'-N(Ra)(Rb); C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기 및 C8~C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 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 불포화 고리를 포함한다.)}
본 발명의 또 다른 구체적인 예로는, 상기 화학식 (1)이 하기 화학식 (2) 내지 화학식 (7)로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 (2) 화학식 (3) 화학식 (4)
Figure pat00006
화학식 (5) 화학식 (6) 화학식 (7)
Figure pat00007
상기 화학식 (2) 내지 (7) 에서, Ar1 ~4는 상기 청구항 1의 화학식 (1)에서 정의된 Ar1 ~4와 같다.
보다 구체적인 예로 본 발명은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 포함한다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023

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.
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.
또한, 미도시하였지만 본 발명에 따른 유기전기소자는 제 1전극과 제 2전극중 적어도 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 일면에 형성된 보호층을 더 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한 본 발명은 상기한 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치 ; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치를 제공한다.
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.
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.
[ 합성예 1]
본 발명에 따른 화학식 (1)로 표시되는 화합물(final product)은 하기 반응식 1과 같이 Sub 1과 Sub 2가 반응하여 제조된다.
<반응식 1>
Figure pat00024

Sub 1합성 예시
반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며 이에 한정된 것은 아니다.
<반응식 2>
Figure pat00025

Sub 1(1) 합성 예시
Figure pat00026

Sub 1-3-1의 합성
Sub 1-1 (14.8g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 1-2-1 (16.3g, 80 mmol), Pd(PPh3)4 (2.8g, 2.4mmol), NaOH (9.6g, 240mmol), 물 180 mL 을 첨가한 후, 교반환류 시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 12.3g (68%) 얻었다.
Sub 1(1)의 합성
Sub 1-3-1 (12.2g, 54 mmol), Sub 1-4-1 (11.0g, 54 mmol)을 상기 Sub 1-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 9.5g (66%) 얻었다.
Sub 1(2) 합성 예시
Figure pat00027

Sub 1-3-2의 합성
Sub 1-1 (14.8g, 80 mmol), Sub 1-2-2 (20.3g, 80 mmol)을 상기 Sub 1-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 15.2g (69%) 얻었다.
Sub 1(2)의 합성
Sub 1-3-2 (15.2g, 54 mmol), Sub 1-4-2 (14.0g, 54 mmol)을 상기 Sub 1-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 13.1g (65%) 얻었다.
Sub 1 의 예시는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00028

화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 1(1) m/z=267.06(C15H10ClN3=267.71) Sub 1(2) m/z=367.09(C23H14ClN3=367.83)
Sub 1(3) m/z=419.12(C27H18ClN3=419.90) Sub 1(4) m/z=317.07(C19H12ClN3=317.77)
Sub 1(5) m/z=419.12(C27H18ClN3=419.90)
Sub 2합성 예시
반응식 1의 Sub 2은 하기 반응식 3의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며 이에 한정된 것은 아니다.
<반응식 3>
Figure pat00029
Figure pat00030

Sub 2(1) 합성 예시
Figure pat00031
Figure pat00032

Sub 2-3-1의 합성
Sub 2-1 (25.2g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 2-2-1 (9.1g, 80 mmol), Pd(PPh3)4 (2.8g, 2.4mmol), NaOH (9.6g, 240mmol), 물 180 mL 을 첨가한 후, 교반환류 시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 17.3g (69%) 얻었다
Sub 2-5-1의 합성
Sub 2-3-1 (17.2g, 55 mmol), Sub 2-4-1 (14.6g, 55 mmol)을 상기 Sub 2-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 16.3g (64%) 얻었다
Sub 2(1)의 합성
Sub 1-5-1 (6.5g, 14mmol) 을 DMF 98mL 에 녹인 후에, Bispinacolborate (3.6 g, 15 mmol), PdCl2(dppf) 촉매 (0.3 g, 0.4 mmol), KOAc (4.1 g, 42 mmol)을 순서대로 첨가한 후 24 시간 교반 후에, 얻어진 화합물을 silicagel column 및 재결정을 걸쳐서 분리한 후 보레이트 화합물 Sub 2(1)을 5.0g (70%)얻었다.
Sub 2(7) 합성 예시
Figure pat00033
Figure pat00034

Sub 2-3-2의 합성
Sub 2-1 (25.2g, 80 mmol), Sub 2-2-2 (9.1g, 80 mmol)을 상기 Sub 2-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 16.8g (67%) 얻었다.
Sub 2-5-7의 합성
Sub 2-3-2 (16.9g, 54 mmol), Sub 2-4-2 (20.0g, 54 mmol)을 상기 Sub 2-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 20.3g (66%) 얻었다
Sub 2(7)의 합성
Sub 2-5-7 (19.9g, 35mmol)과 Bispinacolborate (8.9g, 35 mmol)을 상기 Sub 2(1)과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 Sub 2(7)을 15.3g (71%)얻었다.
Sub 2(12) 합성 예시
Figure pat00035
Figure pat00036

Sub 2-3-5의 합성
Sub 2-1 (25.2g, 80 mmol), Sub 2-2-5 (9.2g, 80 mmol)을 상기 Sub 2-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 16.3g (65%) 얻었다.
Sub 2-5-12의 합성
Sub 2-3-5 (16.3g, 52 mmol), Sub 2-4-12 (21.7g, 52 mmol)을 상기 Sub 2-3-1과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 21.8g (68%) 얻었다
Sub 2(12)의 합성
Sub 2-5-12 (21.5g, 35mmol)과 Bispinacolborate (8.9g, 35 mmol)을 상기 Sub 2(1)과 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 Sub 2(12)를 16.0g (69%)얻었다.
Sub 2의 예시는 다음과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00037
Figure pat00038
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 2(1) m/z=509.25(C35H32BNO2=509.45) Sub 2(2) m/z=559.27(C39H34BNO2=559.50)
Sub 2(3) m/z=559.27(C39H34BNO2=559.50) Sub 2(4) m/z=585.28(C41H36BNO2=585.54)
Sub 2(5) m/z=749.35(C54H44BNO2=749.74) Sub 2(6) m/z=748.33(C53H41BN2O2=748.72)
Sub 2(7) m/z=615.24(C41H34BNO2S=615.59) Sub 2(8) m/z=599.26(C41H34BNO3=599.52)
Sub 2(9) m/z=510.25(C34H31BN2O2=510.43) Sub 2(10) m/z=609.28(C43H36BNO2=609.56)
Sub 2(11) m/z=692.27(C46H37BN2O2S=692.67) Sub 2(12) m/z=662.31(C46H39BN2O2=662.63)
Final Products 합성 예시
1-2의 합성예시
Figure pat00039

Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), THF 360 mL, Sub 2(13) (44.8g, 80 mmol), Pd(PPh3)4 (2.8g, 2.4mmol), NaOH (9.6g, 240mmol), 물 180 mL 을 첨가한 후, 교반환류 시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 36.2g (68%) 얻었다
1-6의 합성예시
Figure pat00040

Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), Sub 2(14) (59.8g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 43.7g (64%) 얻었다.
2-1의 합성예시
Figure pat00041

Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), Sub 2(1) (40.8g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 33.0g (67%) 얻었다.
2-11의 합성예시
Figure pat00042

Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), Sub 2(15) (55.3g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 42.1g (66%) 얻었다.
3-14의 합성예시
Figure pat00043

Sub 1(3) (33.6g, 80 mmol), Sub 2(16) (44.8g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 40.0g (61%) 얻었다.
4-1의 합성예시
Figure pat00044
Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), Sub 2(17) (40.8g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 31.0g (63%) 얻었다.
4-9의 합성예시
Figure pat00045
Sub 1(1) (21.4g, 80 mmol), Sub 2(18) (40.9 g, 80 mmol)을 상기 1-2와 동일한 방법으로 합성 및 재결정하여 생성물을 29.6g (60%) 얻었다.
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
1-1 m/z=614.25(C44H30N4=614.74) 1-2 m/z=664.26(C48H32N4=664.79)
1-3 m/z=664.26(C48H32N4=664.79) 1-4 m/z=690.28(C50H34N4=690.83)
1-5 m/z=854.34(C63H42N4=855.03) 1-6 m/z=852.33(C63H40N4=853.02)
1-7 m/z=720.23(C50H32N4S=720.88) 1-8 m/z=704.26(C50H32N4O=704.82)
1-9 m/z=615.24(C43H29N5=615.72) 1-10 m/z=714.28(C52H34N4=714.85)
1-11 m/z=796.27(C56H36N4S=796.98) 1-12 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
1-13 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 1-14 m/z=816.33(C60H40N4=816.99)
1-15 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 1-16 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
2-1 m/z=614.25(C44H30N4=614.74) 2-2 m/z=664.26(C48H32N4=664.79)
2-3 m/z=664.26(C48H32N4=664.79) 2-4 m/z=690.28(C50H34N4=690.83)
2-5 m/z=854.34(C63H42N4=855.03) 2-6 m/z=852.33(C63H40N4=853.02)
2-7 m/z=720.23(C50H32N4S=720.88) 2-8 m/z=704.26(C50H32N4O=704.82)
2-9 m/z=615.24(C43H29N5=615.72) 2-10 m/z=714.28(C52H34N4=714.85)
2-11 m/z=796.27(C56H36N4S=796.98) 2-12 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
2-13 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 2-14 m/z=816.33(C60H40N4=816.99)
2-15 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 2-16 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
3-1 m/z=614.25(C44H30N4=614.74) 3-2 m/z=664.26(C48H32N4=664.79)
3-3 m/z=664.26(C48H32N4=664.79) 3-4 m/z=690.28(C50H34N4=690.83)
3-5 m/z=854.34(C63H42N4=855.03) 3-6 m/z=852.33(C63H40N4=853.02)
3-7 m/z=720.23(C50H32N4S=720.88) 3-8 m/z=704.26(C50H32N4O=704.82)
3-9 m/z=615.24(C43H29N5=615.72) 3-10 m/z=714.28(C52H34N4=714.85)
3-11 m/z=796.27(C56H36N4S=796.98) 3-12 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
3-13 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 3-14 m/z=816.33(C60H40N4=816.99)
3-15 m/z=714.28(C52H34N4=714.85) 3-16 m/z=766.31(C56H38N4=766.93)
4-1 m/z=615.24(C43H29N5=615.72) 4-2 m/z=665.26(C47H31N5=665.78)
4-3 m/z=665.26(C47H31N5=665.78) 4-4 m/z=691.27(C49H33N5=691.82)
4-5 m/z=855.34(C62H41N5=856.02) 4-6 m/z=853.32(C62H39N5=854.01)
4-7 m/z=721.23(C49H31N5S=721.87) 4-8 m/z=705.25(C49H31N5O=705.80)
4-9 m/z=616.24(C42H28N6=616.71) 4-10 m/z=715.27(C51H33N5=715.84)
4-11 m/z=797.26(C55H35N5S=797.96) 4-12 m/z=767.30(C55H37N5=767.92)
4-13 m/z=715.27(C51H33N5=715.84) 4-14 m/z=817.32(C59H39N5=817.97)
4-15 m/z=715.27(C51H33N5=715.84) 4-16 m/z=767.30(C55H37N5=767.92)
유기전기소자의 제조평가
[ 실시예 I] 그린유기전기발광소자( 전자수송층 )
먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 위에 4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하 2-TNATA로 약기함)을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 정공주입층 위에 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (이하 NPD로 약기함)을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 다음으로, 정공수송층 상에 호스트 물질로 CBP [4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl]를, 도판트 물질로 Ir(ppy)3 [tris(2-phenylpyridine)-iridium]를 95:5 중량비로 도핑하여 30nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서, 상기 발광층 상에 (1,1'비스페닐)-4-올레이토)비스(2-메틸-8-퀴놀린올레이토)알루미늄 (이하 BAlq로 약기함)을 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 본 발명의 화합물 중 하나를 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 성막하였다. 이후, 전자수송층 상에 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
이와같이 제조된 실시예 및 비교예 유기전기 발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정결과 500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기표는 소자제작 및 평가한 결과를 나타낸다.
[ 비교예 1]
전자수송층 물질로 본 발명에 따른 화합물 대신 <비교화합물 1>을 사용한 점을 제외하고는 실시예 I과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[ 비교예 2]
전자수송층 물질로 본 발명에 따른 화합물 대신 <비교화합물 2>를 사용한 점을 제외하고는 실시예 I과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[ 비교예 3]
전자수송층 물질로 본 발명에 따른 화합물 대신 <비교화합물 3>을 사용한 점을 제외하고는 실시예 I과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 1> <비교화합물 2> <비교화합물 3>
Figure pat00046

화합물 Voltage Current Density Brightness
(cd/m2)		 Efficiency Lifetime
T(95)		 CIE
(x, y)
비교예(1) 화합물 (A) 5.7 12.8 500.0 3.9 89.4 (0.15, 0.13)
비교예(2) 화합물 (B) 5.1 11.6 500.0 4.3 83.2 (0.14, 0.14)
비교예(3) 화합물 (C) 5.2 10.9 500.0 4.6 88.3 (0.15, 0.14)
실시예(1) 화합물(1-1) 4.5 9.3 500.0 5.4 112.9 (0.14, 0.14)
실시예(2) 화합물(1-2) 4.7 9.2 500.0 5.4 118.5 (0.15, 0.13)
실시예(3) 화합물(1-3) 4.5 9.2 500.0 5.5 118.9 (0.15, 0.16)
실시예(4) 화합물(1-4) 4.6 9.3 500.0 5.4 113.5 (0.15, 0.14)
실시예(5) 화합물(1-5) 4.6 9.1 500.0 5.5 114.7 (0.15, 0.13)
실시예(6) 화합물(1-6) 4.6 9.3 500.0 5.4 112.9 (0.14, 0.14)
실시예(7) 화합물(1-7) 4.6 9.2 500.0 5.4 114.1 (0.15, 0.14)
실시예(8) 화합물(1-8) 4.7 9.2 500.0 5.4 116.8 (0.15, 0.13)
실시예(9) 화합물(1-9) 4.5 9.2 500.0 5.5 114.8 (0.15, 0.14)
실시예(10) 화합물(1-10) 4.5 9.3 500.0 5.4 118.1 (0.15, 0.13)
실시예(11) 화합물(1-11) 4.6 9.3 500.0 5.4 116.2 (0.14, 0.14)
실시예(12) 화합물(1-12) 4.7 9.2 500.0 5.4 113.3 (0.14, 0.14)
실시예(13) 화합물(1-13) 4.7 9.4 500.0 5.3 118.1 (0.14, 0.14)
실시예(14) 화합물(1-14) 4.6 9.1 500.0 5.5 118.1 (0.15, 0.13)
실시예(15) 화합물(1-15) 4.5 9.2 500.0 5.4 117.7 (0.15, 0.14)
실시예(16) 화합물(1-16) 4.7 9.3 500.0 5.4 111.9 (0.15, 0.14)
실시예(17) 화합물(2-1) 4.4 8.7 500.0 5.7 119.9 (0.15, 0.13)
실시예(18) 화합물(2-2) 4.4 8.6 500.0 5.8 120.7 (0.15, 0.13)
실시예(19) 화합물(2-3) 4.4 8.7 500.0 5.7 120.0 (0.14, 0.14)
실시예(20) 화합물(2-4) 4.4 8.6 500.0 5.8 120.0 (0.15, 0.14)
실시예(21) 화합물(2-5) 4.4 8.9 500.0 5.6 119.9 (0.15, 0.14)
실시예(22) 화합물(2-6) 4.3 8.8 500.0 5.7 120.0 (0.14, 0.14)
실시예(23) 화합물(2-7) 4.3 8.7 500.0 5.7 119.7 (0.15, 0.13)
실시예(24) 화합물(2-8) 4.4 8.7 500.0 5.7 119.5 (0.15, 0.16)
실시예(25) 화합물(2-9) 4.4 8.8 500.0 5.7 120.3 (0.15, 0.14)
실시예(26) 화합물(2-10) 4.4 8.6 500.0 5.8 121.0 (0.15, 0.13)
실시예(27) 화합물(2-11) 4.3 8.9 500.0 5.6 119.2 (0.14, 0.14)
실시예(28) 화합물(2-12) 4.3 8.6 500.0 5.8 120.1 (0.15, 0.14)
실시예(29) 화합물(2-13) 4.4 8.8 500.0 5.7 119.1 (0.15, 0.13)
실시예(30) 화합물(2-14) 4.3 8.7 500.0 5.7 120.9 (0.15, 0.14)
실시예(31) 화합물(2-15) 4.3 8.7 500.0 5.7 120.4 (0.15, 0.13)
실시예(32) 화합물(2-16) 4.4 8.9 500.0 5.6 119.5 (0.14, 0.14)
실시예(33) 화합물(3-1) 4.5 9.3 500.0 5.4 116.3 (0.14, 0.14)
실시예(34) 화합물(3-2) 4.5 9.4 500.0 5.3 116.6 (0.14, 0.14)
실시예(35) 화합물(3-3) 4.5 9.4 500.0 5.3 111.7 (0.15, 0.13)
실시예(36) 화합물(3-4) 4.6 9.4 500.0 5.3 117.8 (0.15, 0.14)
실시예(37) 화합물(3-5) 4.6 9.3 500.0 5.4 116.7 (0.15, 0.14)
실시예(38) 화합물(3-6) 4.6 9.3 500.0 5.4 110.0 (0.15, 0.13)
실시예(39) 화합물(3-7) 4.7 9.4 500.0 5.3 117.0 (0.15, 0.13)
실시예(40) 화합물(3-8) 4.6 9.2 500.0 5.5 116.1 (0.14, 0.14)
실시예(41) 화합물(3-9) 4.6 9.2 500.0 5.4 118.5 (0.15, 0.14)
실시예(42) 화합물(3-10) 4.6 9.1 500.0 5.5 114.9 (0.15, 0.14)
실시예(43) 화합물(3-11) 4.6 9.2 500.0 5.5 119.2 (0.14, 0.14)
실시예(44) 화합물(3-12) 4.7 9.3 500.0 5.4 112.2 (0.15, 0.13)
실시예(45) 화합물(3-13) 4.6 9.3 500.0 5.4 111.4 (0.15, 0.16)
실시예(46) 화합물(3-14) 4.5 9.2 500.0 5.5 115.4 (0.15, 0.14)
실시예(47) 화합물(3-15) 4.6 9.3 500.0 5.4 113.0 (0.15, 0.13)
실시예(48) 화합물(3-16) 4.5 9.3 500.0 5.4 118.9 (0.14, 0.14)
실시예(49) 화합물(4-1) 4.8 9.8 500.0 5.1 108.1 (0.15, 0.14)
실시예(50) 화합물(4-2) 4.8 9.7 500.0 5.2 102.8 (0.14, 0.14)
실시예(51) 화합물(4-3) 4.9 9.9 500.0 5.1 106.3 (0.15, 0.14)
실시예(52) 화합물(4-4) 4.9 9.9 500.0 5.1 104.8 (0.14, 0.14)
실시예(53) 화합물(4-5) 4.9 9.8 500.0 5.1 106.9 (0.15, 0.15)
실시예(54) 화합물(4-6) 4.8 9.9 500.0 5.0 105.6 (0.15, 0.13)
실시예(55) 화합물(4-7) 4.9 9.6 500.0 5.2 106.9 (0.15, 0.14)
실시예(56) 화합물(4-8) 4.9 10.0 500.0 5.0 105.2 (0.15, 0.16)
실시예(57) 화합물(4-9) 4.9 9.8 500.0 5.1 107.9 (0.15, 0.14)
실시예(58) 화합물(4-10) 4.9 9.7 500.0 5.1 108.9 (0.14, 0.14)
실시예(59) 화합물(4-11) 4.9 9.8 500.0 5.1 100.6 (0.14, 0.14)
실시예(60) 화합물(4-12) 4.9 9.9 500.0 5.1 100.8 (0.15, 0.13)
실시예(61) 화합물(4-13) 4.8 9.8 500.0 5.1 109.3 (0.15, 0.15)
실시예(62) 화합물(4-14) 4.8 9.8 500.0 5.1 100.4 (0.15, 0.16)
실시예(63) 화합물(4-15) 4.8 10.0 500.0 5.0 101.3 (0.15, 0.14)
실시예(64) 화합물(4-16) 4.9 9.7 500.0 5.2 108.7 (0.15, 0.14)
상기 표 4의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기전기발광소자용 재료를 전자수송층으로 사용할 경우 구동전압, 효율 및 수명을 현저히 개선시키는 것을 확인 할 수 있었다.
다시 말해, 트리아진에 페닐이 치환된 영역을 코어로 볼 경우, 양쪽에 아릴기가 치환되어 있는 비교화합물 1보다는 한 쪽에 피리딘이 치환되어 있는 비교화합물 2,3이 우수한 소자 결과를 나타내었고, 피리딘이 치환되지 않은 다른 한쪽에 헤테로환기가 치환되어있는 비교화합물 2보다는 아릴기가 치환된 비교화합물 3이 더 우수한 결과를 나타내었다. 그러나, 일반 아릴기 보다는 m-위치로 연결되어 있는 터페닐이라는 특정 치환기가 치환되어 있는 자사 발명화합물이 가장 우수한 결과를 나타내었다.
이는 치환기에 의해 에너지 레벨 값을 조절할 수 있으며 발명 화합물과 같은 치환기가 적절한 에너지 레벨을 가져 발광층 내 charge balance가 증대되고, 특히 높은 T1값을 가지게 되어 정공 저지 능력(hole blocking ability)이 향상될 뿐만 아니라, 발광층 내에서 여기자(exciton)가 잘 머무를 수 있는 확률을 상대적으로 높이기 때문인 것으로 판단된다.
이는 동일한 코어라도 치환기의 종류가 달라짐에 따라 LUMO와 같은 에너지 레벨이 달라져 특성이 현저히 달라짐을 시사하고 있기 때문에 코어와 치환기의 조합에 의해 나타나는 소자의 특징을 쉽게 유추하는 것은 통상의 기술자라 하더라도 매우 어려울 것이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 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 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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)

Claims (10)

  1. 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물
    화학식 (1)
    Figure pat00047

    {상기 화학식 (1)에서,
    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 선택되며(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 Rb은 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),
    2) Ar3 , 4는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기이며,
    3) X1 내지 X3은 CR1 또는 N (단, 적어도 하나는 N이다)이고,
    4) R1은 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 선택되거나, 이웃한 R1끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
    (여기서, 상기 아릴기, 헤테로아릴기, 플루오렌닐기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 융합고리기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; -L'-N(Ra)(Rb); C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기 및 C8~C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 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 불포화 고리를 포함한다.)}
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 (1)이 하기 화학식 (2) 내지 화학식 (7) 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물
    화학식 (2) 화학식 (3) 화학식 (4)
    Figure pat00048

    화학식 (5) 화학식 (6) 화학식 (7)
    Figure pat00049

    (상기 화학식 (2) 내지 (7) 에서, Ar1 ~4는 상기 청구항 1의 화학식 (1)에서 정의된 Ar1 ~4와 같다.)
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 (1)로 나타낸 화합물이 하기 화합물 중에서 선택됨을 특징으로 하는 화합물.
    Figure pat00050

    Figure pat00051

    Figure pat00052

    Figure pat00053

    Figure pat00054

    Figure pat00055

    Figure pat00056

    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060

    Figure pat00061

    Figure pat00062

    Figure pat00063

    Figure pat00064

    Figure pat00065

  4. 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기물층은 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따르는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  5. 제 4 항에 있어서,
    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 유기전기소자
  6. 제 4 항에 있어서,
    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 유기전기소자
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기물층은 전자수송재료로 상기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기물층에 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따르는 화합물의 동종 또는 이종의 화합물이 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  9. 제 4 항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치

KR1020150065629A 2015-05-11 2015-05-11 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 KR102399009B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150065629A KR102399009B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150065629A KR102399009B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160132724A true KR20160132724A (ko) 2016-11-21
KR102399009B1 KR102399009B1 (ko) 2022-05-17

Family

ID=57537953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150065629A KR102399009B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102399009B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107857759A (zh) * 2017-12-04 2018-03-30 吉林奥来德光电材料股份有限公司 有机发光化合物及制法和有机发光器件
JP2018177668A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 東ソー株式会社 スピロフルオレン骨格基を有するトリアジン化合物
WO2021022731A1 (zh) * 2019-08-07 2021-02-11 天津利安隆新材料股份有限公司 一种紫外线吸收剂uv-1600中间体的制备方法
WO2022255428A1 (ja) * 2021-06-04 2022-12-08 三菱ケミカル株式会社 芳香族化合物、有機電界発光素子、組成物及び有機電界発光素子の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090028852A (ko) 2007-09-17 2009-03-20 엘지전자 주식회사 프로젝션 시스템
KR20100075081A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 제일모직주식회사 신규한 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20120048778A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 송병희 금속 발향 용기
WO2012091026A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 東ソー株式会社 １，３，５－トリアジン化合物とその製造方法、及びそれらを構成成分とする有機電界発光素子
KR20140145000A (ko) * 2013-06-12 2014-12-22 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20150043669A (ko) * 2013-10-15 2015-04-23 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090028852A (ko) 2007-09-17 2009-03-20 엘지전자 주식회사 프로젝션 시스템
KR20100075081A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 제일모직주식회사 신규한 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR20120048778A (ko) * 2010-11-08 2012-05-16 송병희 금속 발향 용기
WO2012091026A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 東ソー株式会社 １，３，５－トリアジン化合物とその製造方法、及びそれらを構成成分とする有機電界発光素子
KR20140145000A (ko) * 2013-06-12 2014-12-22 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20150043669A (ko) * 2013-10-15 2015-04-23 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018177668A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 東ソー株式会社 スピロフルオレン骨格基を有するトリアジン化合物
CN107857759A (zh) * 2017-12-04 2018-03-30 吉林奥来德光电材料股份有限公司 有机发光化合物及制法和有机发光器件
WO2021022731A1 (zh) * 2019-08-07 2021-02-11 天津利安隆新材料股份有限公司 一种紫外线吸收剂uv-1600中间体的制备方法
WO2022255428A1 (ja) * 2021-06-04 2022-12-08 三菱ケミカル株式会社 芳香族化合物、有機電界発光素子、組成物及び有機電界発光素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102399009B1 (ko) 2022-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101789998B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101614740B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101561566B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102195540B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101512059B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101498278B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150064442A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150136942A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101503734B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150122343A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20170088601A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20140112924A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101520955B1 (ko) 유기전기소자용 신규 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치
KR20150133998A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150030511A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치
KR20180011429A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102404141B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20140141951A (ko) 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20190007792A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101530885B1 (ko) 유기전기소자용 신규 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치
KR20170087691A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20160149527A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20150121394A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20140136722A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20140134947A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant