KR20170057851A - 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자 {COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 11월 17일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2015-0161034호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 명세서에 포함된다.
유기 전자 소자의 대표적인 예로는 유기 발광 소자가 있다. 일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0377321호
본 발명은 유기전자소자의 소비 전력을 향상시키고 구동전압을 낮출 수 있는 화합물 및 이를 포함하는 유기전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
X는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나로 표시되고,
Figure pat00002
A 내지 C는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 플루오로알킬기; 플루오로알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
A 및 B 중 적어도 하나는 시아노기; 플루오로알킬기; 또는 플루오로알콕시기이며,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자를 제공한다.
본 발명의 유기화합물은 정공주입층, 정공수송층 및 P형 전하생성층에 적용함으로써, 전자 수용 능력이 뛰어나 전력 효율의 상승을 유도하여 소비전력을 개선하고 구동전압을 낮출 수 있는 유기전자소자를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기전자소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기전자소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 양극(2) 및 음극(4)을 포함하고, 양극과 음극 사이에 전공주입층(5a, 5b), 정공수송층(6a, 6b), 발광층(3a, 3b) 및 전자수송층(7a, 7b)를 포함하는 유닛을 2개 포함하고, 상기 유닛들 사이에 전하생성층(8)이 구비된 유기전자소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다. 상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 카르보닐기; 에스테르기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00003
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 30의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에서 카르보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00007
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 디알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 모노아릴아민기; 디아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기, 모노헤테로아릴아민기 및 디헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴아민기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-알킬아릴아민기, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BR100R101일 수 있으며, 상기 R100 및 R101 은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 단환 또는 다환의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 단환 또는 다환의 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 단환 또는 다환의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.
상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
및
Figure pat00011
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오르토(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접한" 기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기, N-아릴알킬아민기, N-아릴헤테로아릴아민기 및 아릴포스핀기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시기, p-토릴옥시기, m-토릴옥시기, 3,5-디메틸-페녹시기, 2,4,6-트리메틸페녹시기, p-tert-부틸페녹시기, 3-바이페닐옥시기, 4-바이페닐옥시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메틸-1-나프틸옥시기, 5-메틸-2-나프틸옥시기, 1-안트릴옥시기, 2-안트릴옥시기, 9-안트릴옥시기, 1-페난트릴옥시기, 3-페난트릴옥시기, 9-페난트릴옥시기 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2－메틸페닐티옥시기, 4－tert－부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p－톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식 아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디헤테로아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리헤테로아릴아민기가 있다. 상기 헤테로아릴기가 2 이상을 포함하는 헤테로아릴아민기는 단환식 헤테로아릴기, 다환식 헤테로아릴기, 또는 단환식 헤테로아릴기와 다환식 헤테로아릴기를 동시에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기는 전술한 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기 및 N-알킬헤테로아릴아민기 중의 헤테로아릴기의 예시는 전술한 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 2 내지 4가의 방향족고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 상기 아릴기에 결합위치가 2 내지 4개 있는 것, 즉, 2 내지 4가기를 의미한다. 이들은 각각 2 내지 4가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬렌기는 알킬기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 알킬기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬렌기는 시클로알킬기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 시클로알킬기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 치환기 중 "인접한 2개는 서로 결합하여 고리를 형성한다"는 의미는 인접한 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 고리는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리는 단환 또는 다환일 수 있으며, 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 상기 헤테로아릴기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 2 내지 4가의 방향족고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 상기 아릴기에 결합위치가 2 내지 4개 있는 것, 즉, 2 내지 4가기를 의미한다. 이들은 각각 2 내지 4가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, C는 서로 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A 및 B 는 -CN, -CnF2n +1 또는 -O-CnF2n + 1 이고, n은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 -CN이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 -CF3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 -C2F5이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 -OCF3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 -OC2F5이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치횐된 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 플루오린; -CN; -CF3; -OCF3; -OCHF2; -OC2F5; -OCH2C2F5; -OCH(CF3)2; -C8F17 및 -Si(CH3)3로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상으로 선택되어지는 치환기로 치환 또는 비치환되는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 플루오린; -CN 및 -CF3로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상으로 선택되어지는 치환기로 치환 또는 비치환되는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹살린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 플루오린으로 치환된 피리딘이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 퀴녹살린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 시아노기로 치환된 퀴녹살린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 시아노기로 치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, A는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 -CN이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 -CF3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 -C2F5이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 -OCF3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 -OC2F5이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐기; 또는 치환 또는 비치횐된 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 플루오린; -CN; -CF3; -OCF3; -OCHF2; -OC2F5; -OCH2C2F5; -OCH(CF3)2; -C8F17 및 -Si(CH3)3로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상으로 선택되어지는 치환기로 치환 또는 비치환되는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 플루오린; -CN 및 -CF3로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상으로 선택되어지는 치환기로 치환 또는 비치환되는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹사졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 플루오린으로 치환된 피리딘이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 퀴녹살린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 시아노기로 치환된 퀴녹살린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 시아노기로 치환된 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, B는 퀴놀린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, C는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, C는 -CN이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 수소이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들로부터 선택될 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기전자소자를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자를 제공한다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "인접한"이란, 상대적으로 가깝게 배치된 것을 의미한다. 이 때, 물리적으로 접하는 경우를 포함할 수 있고, 인접한 유기물 층 사이에 추가의 유기물층이 구비된 경우도 포함할 수 있다.
본 출원의 유기전자소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기전자소자의 대표적인 예로서, 유기전자소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기전자소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 화합물이 단독으로 이루어지거나 또는 상기 화학식 1의 화합물이 도핑되어 이루어진다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 도핑된 정공수송층을 포함하고, 상기 도핑된 정공수송층은 정공 수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물이 도핑되어 이루어진다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 도핑된 정공수송층을 포함하고, 상기 도핑된 정공수송층은 정공 수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물과 정공수송물질을 혼합하여 도핑한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 도핑된 정공수송층을 포함하고, 상기 도핑된 정공수송층은 정공 수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물과 정공수송물질을 혼합하여 도핑하고, 상기 혼합물의 중량부를 100으로 하였을때, 상기 화학식 1의 화합물의 중량부는 0.1 내지 50 중량부이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에, 제1 색상의 광을 발광하는 제1 스택, 제2 색상의 광을 발광하는 제2 스택 및 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에서 전하를 균형되게 조절하는 전하 생성층이 형성되어 있고, 상기 전하 생성층은 상기 제1 스택에 인접하게 위치하는 N형 전하 생성층 및 상기 제2 스택에 인접하게 위치하는 P형 전하 생성층으로 이루어지고, 상기 유기물층은 상기 P형 전하 생성층을 구성하고, 상기 P형 전하 생성층은 상기 화학식 1의 화합물 단독으로 이루어지거나 또는 상기 화학식 1의 화합물이 도핑되어 이루어진다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에, 제1 색상의 광을 발광하는 제1 스택, 제2 색상의 광을 발광하는 제2 스택 및 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에서 전하를 균형되게 조절하는 전하 생성층이 형성되어 있고, 상기 전하 생성층은 상기 제1 스택에 인접하게 위치하는 N형 전하 생성층 및 상기 제2 스택에 인접하게 위치하는 P형 전하 생성층으로 이루어지고, 상기 유기물층은 상기 P형 전하 생성층을 구성하고, 상기 P형 전하 생성층은 정공 수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물이 도핑되어 이루어진다.
본 출원의 일 실시 상태에 있어서, 상기 P형 전하 생성층은 정공수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물 및 정공수송물질을 혼합하여 도핑한다.
본 출원의 일 실시 상태에 있어서, 상기 P형 전하 생성층은 정공수송 물질에 상기 화학식 1의 화합물 및 정공수송물질을 혼합하여 도핑하고, 상기 혼합물의 중량부를 100으로 하였을때, 상기 화학식 1의 화합물의 중량부 0.1 내지 50 중량부이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 스택 및 제2 스택은 각각 발광층을 포함하는 유기물층이고, 상기 유기물층은 발광층 이외에 정공주입층, 정공버퍼층, 정공수송층, 전자억제층, 정공억제층, 전자수송층, 전자주입층과 같은 1층 이상의 유기물층이 더 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 제1전극과 제2전극 사이에서 전하를 생성하는 전하발생층을 포함하고, 상기 전하발생층은 상기 화합물을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기전자소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 발광층을 포함하는 스택을 2이상 포함하고, 스택 사이에 구비된 전하 발생층을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기전자소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 제 1전극과 제2 전극 중 음극 역할을 하는 전극과 발광층 사이에 구비된 전하발생층을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 따르면 상기 유기물층은 2층 이상의 발광층을 포함하고, 상기 2층의 발광층 사이에 구비된 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전하생성층(charge generation layer)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 발광층 중 하나는 청색을 발광하고, 다른 하나는 노란색 발광을 하도록 함으로써 백색 발광을 하는 유기전자소자를 제작할 수 있다. 상기 발광층과 양극 또는 음극 사이, 상기 발광층과 전하생성층 사이에는 전술한 정공주입층, 정공버퍼층, 정공수송층, 전자억제층, 정공억제층, 전자수송층, 전자주입층과 같은 1층 이상의 유기물층이 더 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-1]
Figure pat00026
상기 화학식 A-1에 있어서,
n1은 1 이상의 정수이고,
Ar1은 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 게르마늄기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
n1이 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1은 2 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 중수소, 메틸기, 에틸기 또는 tert-부틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar2 및 Ar3은 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-1는 하기 화합물로 표시된다.
Figure pat00027
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-2]
Figure pat00028
상기 화학식 A-2에 있어서,
Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 다환의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기로 치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 2-나프틸기로 치환된 페닐기; 1-나프틸기; 또는 2-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G8 은 모두 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G8 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 알킬기이고, 나머지는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1 내지 G8 중 적어도 하나는 알킬기이고, 나머지는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G1, G2, G4 내지 G8은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G3는 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G3는 메틸기, 에틸기, 프로필기; 또는 부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G3는 메틸기, 에틸기, 프로필기; 또는 부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 G3는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 A-2는 하기 화합물로 표시된다.
Figure pat00029
Figure pat00030
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-1으로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하며, 상기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층이고, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기전자소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기전자소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기전자소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기전자소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기전자소자일 수 있다.
예컨대, 본 출원의 일 실시상태에 따른 유기전자소자의 구조는 도 1 내지 3에 예시되어 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기전자소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 발광층(3)에 포함될 수 있다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기전자소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서 상기 화합물은 상기 정공주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(3) 및 전자 수송층(7) 중 1층 이상에 포함될 수 있다.
도 3은 기판(1), 양극(2) 및 음극(4)를 포함하고, 양극과 음극 사이에, 정공주입층(5a, 5b), 정공수송층(6a, 6b), 발광층(3a, 3b) 및 전자수송층(7a, 7b)를 포함하는 유닛을 2개 포함하고, 상기 유닛들 사이에 전하생성층(8) 이 구비된 유기 전자소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층 전자수송층 및 전하생성층 중 1 층 이상에 포함될 수 있다.
본 출원의 유기전자소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 출원의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기전자소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 출원의 유기전자소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 출원의 유기전자소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기전자소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기전자소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 유기 발광 소자는 예컨대 하기와 같은 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(1) 양극/정공수송층/발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/음극
(3) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/음극
(4) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(5) 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/음극
(7) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(8) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층//음극
(9) 양극/정공주입층/정공버퍼층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(10) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/ 음극
(11) 양극/ 정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입층 /음극
(12) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/음극
(13) 양극/정공주입층/정공수송층/전자억제층/발광층/전자수송층/전자주입층/음극
(14) 양극/정공수송층/발광층/정공억제층/전자수송층/음극
(15) 양극/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
(16) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/음극
(17) 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/ 정공억제층/전자수송층/전자주입층/음극
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공저지층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 제조예 1> 하기 화합물 1 의 합성
Figure pat00031
단계 1) 하기 화합물 1-1 의 화합물 합성
[2,7-디하이드록시-9H-플루오렌-9-온] [화합물 1-1]
Figure pat00032
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 2,7-디하이드록시-9H-플루오렌-9-온 (15.00 g, 70.69 mmol), N-브로모숙신이미드 (37.75 g, 212.06 mmol)를 아세토나이트릴 200 ml에 완전히 녹인 후, 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 티오황산나트륨 수용액으로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 소량의 테트라하이드로퓨란과 아세토나이트릴로 재결정하여 상기 화합물 1-1 (17.00 g, 수율 : 65.00 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 368
단계 2) 하기 화합물 1-2 의 화합물 합성
[화합물 1-1] [화합물 1-2]
Figure pat00033
1000 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-1 (18.40 g, 49.73 mmol)을 상온에서 아세토나이트릴 250 ml에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (20.60 g) 수용액 (30 ml)을 첨가하였다. 상기 반응액에 퍼플루오로설포닐 플루라이드 (19.65 ml, 109.41 mmol)를 첨가한 후 상온에서 30분 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=50:1)로 정제하여 상기 화합물 1-2 (34.50 g, 수율 : 74.26 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 932
단계 3) 하기 화합물 1-3의 화합물 합성
[화합물 1-2] [화합물 1-3]
Figure pat00034
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-2 (10.00 g, 10.70 mmol), 시안화아연 (5.03 g, 42.82 mmol)을 아세토나이트릴 150 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 상기 반응액에 비스트리터트-부틸포스핀팔라듐 (2.19 g, 4.28 mmol)를 첨가한 후 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 유기용매 층을 모아 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=4:1)로 정제하여 상기 화합물 1-3 (1.82 g, 수율 : 60.69 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 281
단계 4) 하기 화합물 1 의 화합물 합성
[화합물 1-3] [화합물 1]
Figure pat00035
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-3 (3.70 g, 13.20 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 50 ml에 완전히 녹인 후 상온에서 교반하였다. 상기 반응액에 말로노나이트릴 (1.05 g, 15.84 mmol)을 첨가한 후 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 물을 첨가하고 10분 동안 교반하여 생긴 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 에틸아세테이트로 희석하고, 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=3:1)로 정제하여 상기 화합물 1 (1.95 g, 수율 : 45.00 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 329
< 제조예 2> 하기 화합물 2 의 합성
Figure pat00036
단계 1) 하기 화합물 2 의 화합물 합성
[화합물 1-3] [화합물 2]
Figure pat00037
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-3 (2.50 g, 8.92 mmol)을 염화메틸렌 30 ml에 완전히 녹인 후 상온에서 교반하였다. 상기 반응액에 비스트리메틸실릴카르보디이미드 (3.33 g, 17.84 mmol), 사염화티탄 (5.08 g, 26.76 mmol)을 첨가한 후 4시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 반응액을 염화메틸렌으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 2 (1.41 g, 수율 : 51.95 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 305
< 제조예 3> 하기 화합물 3 의 합성
Figure pat00038
단계 1) 하기 화합물 3 의 화합물 합성
[화합물 1-3] [2-(퍼플루오로페닐)아세토나이트릴] [화합물 3]
Figure pat00039
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-3 (2.50 g, 8.92 mmol), 2-(퍼플루오로페닐)아세토나이트릴 (2.22 g, 10.70 mmol), 소듐 에톡사이드 (1.82 g, 26.76 mmol)를 에탄올 30 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 3 (2.20 g, 수율 : 52.55 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 470
< 제조예 4> 하기 화합물 4 의 합성
Figure pat00040
단계 1) 하기 화합물 4 의 화합물 합성
[화합물1-3] [화합물 4]
Figure pat00041
[4-(시아노메틸)-2,3,5,6-테트라플루오로벤조나이트릴]
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-3 (2.50 g, 8.92 mmol), 4-(시아노메틸)-2,3,5,6-테트라플루오로벤조나이트릴 (2.29 g, 10.70 mmol), 소듐 에톡사이드 (1.82 g, 26.76 mmol)를 에탄올 30 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 4 (2.06 g, 수율 : 48.48 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 477
< 제조예 5> 하기 화합물 5 의 합성
Figure pat00042
단계 1) 하기 화합물 5-1 의 화합물 합성
[2,7-디하드록시-9H-플루오렌-9-온] [화합물 5-1]
Figure pat00043
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 2,7-디하이드록시-9H-플루오렌-9-온(15.00 g, 70.69 mmol), N-브로모숙신이미드 (75.49 g, 424.13 mmol)를 아세토나이트릴 200 ml에 완전히 녹인 후, 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 티오황산나트륨 수용액으로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 5-1 (11.20 g, 수율 : 30.02 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 524
단계 2) 하기 화합물 5-2 의 화합물 합성
[화합물 5-1] [화합물 5-2]
Figure pat00044
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 5-1 (11.20 g, 21.22 mmol)을 상온에서 아세토나이트릴 150 ml에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (8.80 g) 수용액 (20 ml)을 첨가하였다. 상기 반응액에 퍼플루오로설포닐 플루라이드 (8.38 ml, 46.69 mmol)를 첨가한 후 상온에서 30분 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=50:1)로 정제하여 상기 화합물 5-2 (15.99 g, 수율 : 69.01 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 1088
단계 3) 하기 화합물 5-3 의 화합물 합성
[화합물 5-2] [화합물 5-3]
Figure pat00045
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 5-2 (15.99 g, 14.64 mmol), 시안화아연 (6.88 g, 58.57 mmol)을 아세토나이트릴 200 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 상기 반응액에 비스트리터트-부틸포스핀팔라듐 (2.99 g, 5.86 mmol)를 첨가한 후 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 유기용매 층을 모아 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=4:1)로 정제하여 상기 화합물 5-3 (2.51 g, 수율 : 51.91 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 331
단계 4) 하기 화합물 5 의 화합물 합성
[화합물 5-3] [화합물 5]
Figure pat00046
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 5-3 (2.50 g, 7.57 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 20 ml에 완전히 녹인 후 상온에서 교반하였다. 상기 반응액에 말로노나이트릴 (0.60 g, 9.08 mmol)을 첨가한 후 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 물을 첨가하고 10분 동안 교반하여 생긴 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 에틸아세테이트로 희석하고, 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=3:1)로 정제하여 상기 화합물 5 (1.14 g, 수율 : 39.81 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 379
< 제조예 6> 하기 화합물 6 의 합성
Figure pat00047
단계 1) 하기 화합물 6-1 의 화합물 합성
[화합물 1-1] [(4-(트리플루오로메틸)페닐)보론산] [화합물 6-1]
Figure pat00048
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-1 (10.00 g, 27.03 mmol), (4-(트리플루오로)페닐)보론산(12.32 g, 64.87 mmol)를 1,4-다이옥산 80 ml에 완전히 녹인 후 수산화나트륨 (3.24 g, 81.09 mmol) 수용액 (30 ml)을 첨가하여 가열 교반하였다. 상기 반응액에 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (0.94 g, 0.81 mmol)을 첨가한 후 18시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 6-1 (9.36 g, 수율 : 69.20 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 501
단계 2) 하기 화합물 6-2 의 화합물 합성
[화합물 6-1] [화합물 6-2]
Figure pat00049
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 6-1 (10.00 g, 19.98 mmol)을 상온에서 아세토나이트릴 100 ml에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (8.28 g, 59.94 mmol) 수용액 (20 ml)을 첨가하였다. 상기 반응액에 퍼플루오로설포닐 플루라이드 (7.90 ml, 43.97 mmol)를 첨가한 후 상온에서 30분 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=40:1)로 정제하여 상기 화합물 6-2 (12.20 g, 수율 : 57.36 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 1064
단계 3) 하기 화합물 6-3 의 화합물 합성
[화합물 6-2] [화합물 6-3]
Figure pat00050
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 6-2 (10.00 g, 9.39 mmol), 시안화아연 (4.41 g, 37.57 mmol)을 아세토나이트릴 150 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 상기 반응액에 비스트리터트-부틸포스핀팔라듐 (1.92 g, 3.76 mmol)을 첨가한 후 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 유기용매 층을 모아 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=4:1)로 정제하여 상기 화합물 6-3 (2.84 g, 수율 : 58.34 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 519
단계 4) 하기 화합물 6 의 화합물 합성
[화합물 6-3] [화합물 6]
Figure pat00051
100 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 6-3 (2.50 g, 4.82 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 15 ml에 완전히 녹인 후 상온에서 교반하였다. 상기 반응액에 말로노나이트릴 (0.38 g, 5.79 mmol)을 첨가한 후 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 물을 첨가하고 10분 동안 교반하여 생긴 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 에틸아세테이트로 희석하고, 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=3:1)로 정제하여 상기 화합물 6 (1.22 g, 수율 : 44.68 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 567
< 제조예 7> 하기 화합물 7 의 합성
Figure pat00052
단계 1) 하기 화합물 7-1 의 화합물 합성
[화합물 1-1] [(4-(트리플루오로메톡시)페닐)보론산] [화합물 7-1]
Figure pat00053
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 1-1 (10.00 g, 27.03 mmol), (4-(트리플루오로메톡시)페닐)보론산(13.36 g, 64.87 mmol)를 1,4-다이옥산 80 ml에 완전히 녹인 후 수산화나트륨 (3.24 g, 81.09 mmol) 수용액 (30 ml)을 첨가하여 가열 교반하였다. 상기 반응액에 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (0.94 g, 0.81 mmol)을 첨가한 후 18시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=1:1)로 정제하여 상기 화합물 7-1 (10.05 g, 수율 : 69.84 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 533
단계 2) 하기 화합물 7-2 의 화합물 합성
[화합물 7-1] [화합물 7-2]
Figure pat00054
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 7-1 (10.00 g, 18.78 mmol)을 상온에서 아세토나이트릴 100 ml에 완전히 녹인 후 탄산칼륨 (7.79 g, 56.34 mmol) 수용액 (20 ml)을 첨가하였다. 상기 반응액에 퍼플루오로설포닐 플루라이드 (7.42 ml, 41.32 mmol)를 첨가한 후 상온에서 30분 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 감압 하에 농축하여 얻어진 잔사를 테트라하이드로퓨란으로 희석하고, 물 및 소금물로 세척하였다. 유기용매 층을 모아 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=40:1)로 정제하여 상기 화합물 7-2 (13.20 g, 수율 : 64.13 %)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 1096
단계 3) 하기 화합물 7-3의 화합물 합성
[화합물 7-2] [화합물 7-3]
Figure pat00055
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 7-2 (10.00 g, 9.12 mmol), 시안화아연 (4.29 g, 36.50 mmol)을 아세토나이트릴 150 ml에 완전히 녹인 후 가열 교반하였다. 상기 반응액에 비스트리터트-부틸포스핀팔라듐 (1.86 g, 3.65 mmol)을 첨가한 후 2시간 동안 가열 교반하였다. 반응이 끝난 후, 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 유기용매 층을 모아 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=4:1)로 정제하여 상기 화합물 7-3 (2.76 g, 수율 : 54.98 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 551
단계 4) 하기 화합물 7 의 화합물 합성
[화합물 7-3] [화합물 7]
Figure pat00056
100 ml 둥근 바닥 플라스크에 화합물 7-3 (2.50 g, 4.54 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 15 ml에 완전히 녹인 후 상온에서 교반하였다. 상기 반응액에 말로노나이트릴 (0.36 g, 5.45 mmol)을 첨가한 후 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 끝난 후, 물을 첨가하고 10분 동안 교반하여 생긴 침전물을 여과하였다. 얻어진 잔사를 에틸아세테이트로 희석하고, 무수의 황산마그네슘으로 수분을 제거하고 여과한 뒤, 감압 하에 농축하였다. 상기 농축액을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (Hex:EA=3:1)로 정제하여 상기 화합물 7 (1.35 g, 수율 : 49.69 %)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 599
<소자적용예>
<실험예 1-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 NPB를 100Å의 두께로 형성하되 화합물 1을 25 중량%의 도핑농도로 도핑하였고, 이어서, 정공수송층으로 NPB를 600Å의 두께로 형성하였다.
[NPB]
Figure pat00057
이어서, 상기 정공수송층 위에 호스트로 하기 화학식의 MADN과 도펀트로 하기 화학식의 BD를 중량비가 40:2가 되도록 진공 증착하여 발광층을 형성하였다.
[MADN]
Figure pat00058
[BD]
Figure pat00059
이어서, 상기 발광층 위에 하기 화학식의 Alq3를 300Å의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하였다.
[Alq3]
Figure pat00060
상기 전자수송층 위에 순차적으로 10Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 800Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 2을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-6>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<실험예 1-7>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<비교예 1-1>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 화합물 HAT-CN을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
[HAT-CN]
Figure pat00061
<비교예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 어떠한 도핑없이 정공주입층을 형성한 것만을 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
<비교예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 화합물 A를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
[화합물 A]
Figure pat00062
<비교예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 1 대신 하기 화합물 B를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
[화합물 B]
Figure pat00063
실험예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-4에서 제조된 유기 발광 소자의 구동전압, 전류효율, 및 색좌표를 하기 표 1에 나타내었다.
정공주입층
도핑재료		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 1-1 화합물1 3.82 5.41 (0.136, 0.125)
실험예 1-2 화합물2 3.86 5.41 (0.136, 0.127)
실험예 1-3 화합물3 3.84 5.48 (0.136, 0.125)
실험예 1-4 화합물4 3.81 5.41 (0.137, 0.125)
실험예 1-5 화합물5 3.85 5.47 (0.138, 0.126)
실험예 1-6 화합물6 3.82 5.46 (0.136, 0.125)
실험예 1-7 화합물7 3.86 5.40 (0.137, 0.125)
비교예 1-1 HAT-CN 4.13 5.01 (0.136, 0.127)
비교예 1-2 - 7.52 2.13 (0.137, 0.126)
비교예 1-3 화합물 A 5.45 3.62 (0.135, 0.125)
비교예 1-4 화합물 B 5.27 3.48 (0.136, 0.127)
< 실험예 2-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 정공주입층으로 화합물 1을 40Å의 두께로 형성하고, 이어서 정공수송층으로 NPB를 800Å의 두께로 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 위에 노란색 발광층으로 호스트인 하기 화학식의 CBP에 도펀트로 하기 화학식의 Ir(ppy)3를 10중량%의 도핑농도로 도핑하여 300Å의 두께로 형성하였다
[CBP]
Figure pat00064
[Ir(ppy)3]
Figure pat00065
이어서, 상기 발광층 위에 하기 화학식의 BCP를 50Å의 두께로 진공 증착하여 정공저지층을 형성하였다.
[BCP]
Figure pat00066
이어서, 상기 정공저지층 위에 하기 화학식의 Alq3를 150Å의 두께로 진공 증착하여 전자수송층을 형성하고 순차적으로 5Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 1000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 2을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-5>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-6>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 2-7>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-1>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 HAT-CN을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 정공주입층을 생략한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 C를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
[화합물 C]
Figure pat00067
< 비교예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 화합물 1 대신 화합물 D를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
[화합물 D]
Figure pat00068
실험예 2-1 내지 2-7 및 비교예 2-1 내지 2-4에서 제조된 유기전자소자의 구동전압, 전류효율, 및 색좌표를 하기 표 2에 나타내었다.
정공주입층
재료		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 2-1 화합물1 4.02 6.55 (0.320, 0.611)
실험예 2-2 화합물2 4.04 6.52 (0.321, 0.611)
실험예 2-3 화합물3 4.02 6.56 (0.320, 0.612)
실험예 2-4 화합물4 4.06 6.51 (0.320, 0.611)
실험예 2-5 화합물5 4.01 6.54 (0.322, 0.610)
실험예 2-6 화합물6 4.00 6.52 (0.319, 0.611)
실험예 2-7 화합물7 4.08 6.56 (0.321, 0.610)
비교예 2-1 HAT-CN 4.13 5.87 (0.320, 0.611)
비교예 2-2 - 8.52 2.13 (0.318, 0.613)
비교예 2-3 화합물 C 4.21 5.62 (0.320, 0.611)
비교예 2-4 화합물 D 4.28 5.58 (0.321, 0.610)
< 실험예 3-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 HAT-CN을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하고 이어서 NPB를 1750Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층 1 을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 1 위에 막 두께 150Å으로 하기 화합물 HTL 2 를 진공 증착하여 정공수송층 2를 형성하였다.
[HTL 2]
Figure pat00069
이어서, 정공 수송층 2 위에 막 두께 250Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 청색발광층을 형성하였다.
[BH]
Figure pat00070
이어서 상기 청색 발광층 위에 하기 화합물 ETL 1 을 200Å의 두께로 진공증착하여 전자수송층 1을 형성하였다.
[ETL 1]
Figure pat00071
이어서 상기 전자수송층 1 위에 하기 화합물 N형 전하 생성층 과 하기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 50:1의 중량비로 진공증착하여 110Å의 두께로 N형 전하 생성층을 형성하였다.
[N형 전하 생성층]
Figure pat00072
[LiQ]
Figure pat00073
이어서 상기 N형 전하 생성층 위에 화합물 1을 50Å의 두께로 열 진공증착하여 P형 전하 생성층을 형성하였고 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 HTL 3 을 650Å의 두께로 진공 증착하여 정공수송층 3 을 형성하였다.
[HTL 3]
Figure pat00074
이어서, 상기 정공수송층 3 위에 막 두께 150Å으로 하기 화합물 HTL 4 를 진공 증착하여 전자저지층을 형성하였다.
[HTL 4]
Figure pat00075
이어서, 전자 저지층 위에 막 두께 250Å으로 아래와 같은 YGH와 YGD를 25:3의 중량비로 진공증착하여 녹색 발광층을 형성하였다.
[YGH]
Figure pat00076
[YGD]
Figure pat00077
이어서 상기 녹색 발광층 위에 하기 화합물 ETL 2 를 450Å의 두께로 진공증착하여 전자수송층 2를 형성하였다.
[ETL 2]
Figure pat00078
상기 전자수송층 2 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-2>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-3>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-4>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-5>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-6>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 3-7>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 3-1>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 HAT-CN을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 3-2>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 A를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 3-3>
상기 실험예 3-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 B를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
실험예 3-1 내지 3-7 및 비교예 3-1 내지 3-3에서 제조된 유기전자소자의 구동전압, 전류효율, 및 색좌표를 하기 표 3에 나타내었다.
P형 전하 생성층
재료		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 3-1 화합물1 7.59 74.42 (0.335, 0.410)
실험예 3-2 화합물2 7.55 74.41 (0.335, 0.408)
실험예 3-3 화합물3 7.51 74.38 (0.385, 0.409)
실험예 3-4 화합물4 7.52 74.51 (0.333, 0.410)
실험예 3-5 화합물5 7.53 74.48 (0.334, 0.411)
실험예 3-6 화합물6 7.48 74.48 (0.335, 0.410)
실험예 3-7 화합물7 7.55 74.37 (0.336, 0.407)
비교예 3-1 HAT-CN 8.10 69.41 (0.335, 0.410)
비교예 3-2 화합물 A 10.30 57.42 (0.338, 0.408)
비교예 3-3 화합물 B 9.12 62.15 (0.334, 0.411)
< 실험예 4-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 HAT-CN을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공주입층을 형성하고 이어서 NPB를 1750Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층 1 을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 1 위에 막 두께 150Å으로 화합물 HTL 2 를 진공 증착하여 정공수송층 2 를 형성, 그 위에 막 두께 250Å으로 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 청색발광층을 형성하였다. 이어서 청색 발광층 위에 화합물 ETL 1 을 200Å의 두께로 진공증착하여 전자수송층 1을 형성하였고 그 위에 화합물 N형 전하 생성층 과 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 50:1의 중량비로 진공증착하여 110Å의 두께로 N형 전하 생성층을 형성하였다. 이어서 HTL3를 100Å의 두께로 형성하되 화합물 1을 25 중량%의 도핑농도로 도핑하였고, 화합물 HTL 3 를 600Å의 두께로 진공 증착하여 정공수송층 3 을 형성하였다. 이어서, 상기 정공수송층 3 위에 막 두께 150Å으로 화합물 HTL 4 를 진공 증착하여 전자저지층을 형성하였고 그 위에 막 두께 250Å으로 YGH와 YGD를 25:3의 중량비로 진공증착하여 녹색 발광층을 형성하였다. 이어서 상기 녹색 발광층 위에 하기 화합물 ETL 2 을 450Å의 두께로 진공증착하여 전자수송층 2를 형성하였고 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-2>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-3>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-4>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-5>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-6>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 실험예 4-7>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 4-1>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 HAT-CN을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 4-2>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 C를 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
< 비교예 4-3>
상기 실험예 4-1에서 P형 전하 생성층에 사용된 화합물1 대신 화합물 D를 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기전자소자를 제작하였다.
실험예 4-1 내지 4-7 및 비교예 4-1 내지 4-3에서 제조된 유기전자소자의 구동전압, 전류효율, 및 색좌표를 하기 표 4에 나타내었다.
P형 전하 생성층
도핑재료		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실험예 4-1 화합물1 7.28 80.42 (0.335, 0.410)
실험예 4-2 화합물2 7.27 79.41 (0.335, 0.410)
실험예 4-3 화합물3 7.21 80.38 (0.334, 0.409)
실험예 4-4 화합물4 7.29 81.51 (0.331, 0.411)
실험예 4-5 화합물5 7.35 79.48 (0.335, 0.48)
실험예 4-6 화합물6 7.37 78.48 (0.336, 0.410)
실험예 4-7 화합물7 7.31 77.37 (0.337, 0.409)
비교예 4-1 HAT-CN 8.21 70.41 (0.336, 0.411)
비교예 4-2 화합물 C 8.27 70.05 (0.337, 0.412)
비교예 4-3 화합물 D 8.22 70.15 (0.336, 0.408)
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5, 5a, 5b: 정공주입층
6, 6a, 6b: 정공수송층
7, 7a, 7b: 전자수송층
8: 전하생성층

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00079

    상기 화학식 1에 있어서,
    X는 하기 (a) 내지 (d) 중 어느 하나로 표시되고,
    Figure pat00080

    A 내지 C는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 시아노기; 플루오로알킬기; 플루오로알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    A 및 B 중 적어도 하나는 시아노기; 플루오로알킬기; 또는 플루오로알콕시기이며,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, A 및 B 는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 -CN, -CnF2n+1 또는 -O-CnF2n+1 이고, n은 1 또는 2인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00081

    Figure pat00082

    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090

    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094
  4. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공 주입층은 상기 화합물이 단독으로 이루어지거나 또는 상기 화합물이 도핑되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전자소자.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 유기물층은 도핑된 정공수송층을 포함하고, 상기 도핑된 정공수송층은 정공 수송 물질에 상기 화합물이 도핑되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전자소자.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에, 제1 색상의 광을 발광하는 제1 스택, 제2 색상의 광을 발광하는 제2 스택 및 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에서 전하를 균형되게 조절하는 전하 생성층이 형성되어 있고,
    상기 전하 생성층은 상기 제1 스택에 인접하게 위치하는 N형 전하 생성층 및 상기 제2 스택에 인접하게 위치하는 P형 전하 생성층으로 이루어지고,
    상기 유기물층은 상기 P형 전하 생성층을 구성하고, 상기 P형 전하 생성층은 상기 화합물 단독으로 이루어지거나 또는 상기 화합물이 도핑되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전자소자.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에, 제1 색상의 광을 발광하는 제1 스택, 제2 색상의 광을 발광하는 제2 스택 및 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에서 전하를 균형되게 조절하는 전하 생성층이 형성되어 있고,
    상기 전하 생성층은 상기 제1 스택에 인접하게 위치하는 N형 전하 생성층 및 상기 제2 스택에 인접하게 위치하는 P형 전하 생성층으로 이루어지고,
    상기 유기물층은 상기 P형 전하 생성층을 구성하고, 상기 P형 전하 생성층은 정공 수송 물질에 상기 화합물이 도핑되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전자소자.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 유기전자소자는 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기전자소자.
  10. 청구항 4에 있어서, 상기 유기전자소자는 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기전자소자.
  11. 청구항 4에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자:
    [화학식 A-1]
    Figure pat00095

    상기 화학식 A-1에 있어서,
    n1은 1 이상의 정수이고,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 1가 이상의 벤조플루오렌기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 플루오란텐기; 치환 또는 비치환된 1가 이상의 파이렌기; 또는 치환 또는 비치환된 1가 이상의 크라이센기이고,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 게르마늄기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있으며,
    n1이 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 L1은 직접결합이고, Ar1은 2 가의 파이렌기이며, Ar2 및 Ar3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, n1은 2인 것인 유기전자소자.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기전자소자:
    [화학식 A-2]
    Figure pat00096

    상기 화학식 A-2에 있어서,
    Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 2-나프틸기로 치환된 페닐기; 1-나프틸기; 또는 2-나프틸기이고, G1 내지 G8은 모두 수소이거나, G1 내지 G8 중 적어도 하나는 알킬기이고, 나머지는 수소인 것인 유기전자소자.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것인 유기전자소자:
    [화학식 A-2]
    Figure pat00097

    상기 화학식 A-2에 있어서,
    Ar11 및 Ar12는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이고,
    G1 내지 G8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 단환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 다환의 아릴기이다.
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