KR20170082995A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 2016년 01월 07일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2016-0002055 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
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.
이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 물질은 기능에 따라, 발광 물질과 전하 수송 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다. 또한, 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 물질과 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 물질로 구분될 수 있다. 한편, 발광 물질로서 하나의 물질만 사용하는 경우 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트계를 사용할 수 있다.
유기 발광 소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기 발광 소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 이와 같은 재료 개발의 필요성은 전술한 다른 유기 전자 소자에서도 마찬가지이다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
a는 1 내지 7의 정수이며,
b는 1 내지 9의 정수이고,
a가 2 이상인 경우, 복수개의 R3은 서로 같거나 상이하며,
b가 2 이상인 경우, 복수개의 R4는 서로 같거나 상이하고,
Ar1는 -(L1)m -Ar2 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기이고,
m은 0 내지 3의 정수이며,
m이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 같거나 상이하고,
Ar2는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 알킬기; 알콕시기; 알킬실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이며,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서,
-------은 상기 화학식 1의 N과 결합하는 부위이며,
X는 S, O, 또는 SO2이고,
m은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하며,
R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
c는 1 내지 4의 정수이며,
d는 1 내지 3의 정수이고,
c가 2 이상인 경우, 복수개의 R5는 서로 같거나 상이하며,
d가 2 이상인 경우, 복수개의 R6은 서로 같거나 상이하다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전기 소자에 사용되어, 유기 전기 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 발광 소자(10)를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르는 유기 발광 소자(11)를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 코어 구조를 가짐으로써, 저전압, 고효율, 및 장수명의 특성을 가질 수 있다.
구체적으로, 화학식 1의 코어 구조에서 페난트렌은 벤젠 및 나프탈렌보다 풍부한 전자를 함유하고 있으며, 상기 코어구조는 플루오렌기가 직접 치환되는 아민기를 포함함으로써, 벤젠, 나프탈렌 및 페난트렌보다 정공 이동도를 높여 줄 수 있으므로, 종래의 NPB보다 우수한 정공 수송 특성을 가진다. 또한, 호모(HOMO) 준위를 높여 주어 양극의 ITO와의 계면에서 정공 주입 장벽을 낮추어 우수한 정공 주입 특성을 가질 수 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00003
또는
Figure pat00004
는 연결되는 부위를 의미한다.
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; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 알킬실릴기; 실릴기; 아릴기; 및 N, O, S, Se 및 Si 원자 중 1개 이상을 포함하는 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.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 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, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 40인 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 및 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 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, 실릴기는 Si를 포함하고 상기 Si 원자가 라디칼로서 직접 연결되는 치환기이며, -SiR104R105R106로 표시되고, R104 내지 R106은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다. 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알킬실릴기는 알킬기가 치환된 실릴기로서, 상기 실릴기에 대한 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에서 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 1가기가 아닌 것을 제외하고 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 직접결합이거나, 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 내지 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1는 -(L1)m -Ar2 또는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 L1은 2가의 플루오렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m은 0 내지 3의 정수이며, m이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 알킬기; 알콕시기; 알킬실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 중수소; 할로겐기; 시아노기; C1 내지 C10의 알킬기; C1 내지 C10의 알콕시기; 또는 C1 내지 C10의 알킬실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 중수소, 할로겐기, 시아노기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, i-프로필기, 부틸기, t-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, 또는 트리메틸실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar1은 -페닐렌-나프틸기, -페닐렌-페난트레닐기, -나프틸렌-페닐기, -나프틸렌-나프틸기. -플루오레닐렌-디메틸기, -페닐렌-플루오레닐렌-디메틸기, -나프틸렌-플루오레닐렌-디메틸기, -페닐렌-페닐렌-나프틸기, -페닐렌-페닐렌-페난트레닐기, -페닐렌-페닐렌-메틸기, -페닐렌-페닐렌-(t-부틸)기, -페닐렌-페닐렌-시아노기, -페닐렌-페닐렌-플루오린기, -페닐렌-페닐렌-메톡시기, -페닐렌-페닐렌-트리메틸실릴기, -페닐렌-플루오레닐렌-디메틸기, -(9,9-디메틸플루오레닐)렌-페닐기, -(9,9-디메틸플루오레닐)렌-나프틸기, 또는 -(9,9-디메틸플루오레닐)렌-페난트레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 터페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 페난트릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 알콕시기, 시아노기, 할로겐기, 실릴기, 알킬기, 또는 아릴기가 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 메톡시, 시아노기, 불소, 실릴기, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 또는 플루오레닐기가 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00011
상기 화학식 2에 있어서,
-------은 상기 화학식 1의 N과 결합하는 부위이며,
X는 S, O, 또는 SO2이고,
m은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하며,
R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
c는 1 내지 4의 정수이며,
d는 1 내지 3의 정수이고,
c가 2 이상인 경우, 복수개의 R5는 서로 같거나 상이하며,
d가 2 이상인 경우, 복수개의 R6은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00012
상기 화학식 2-1에 있어서,
-------은 상기 화학식 1의 N과 결합하는 부위이며,
X, m, c, d, 및 R5 내지 R10는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X는 SO2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 또는 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6은 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6은 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6은 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5 내지 R10은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5 내지 R7, R9, 및 R10은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조들 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조들 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다. 후술하는 제조예들에서는 대표적인 예시들을 기재하지만, 필요에 따라, 치환기를 추가하거나 제외할 수 있으며, 치환기의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 당기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 일반식 1 내지 4와 같이 코어 구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치, 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
[일반식 1]
Figure pat00022
[일반식 2]
Figure pat00023
[일반식 3]
Figure pat00024
[일반식 4]
Figure pat00025
상기 일반식 1 내지 4에서, L1, m, Ar2, 및 X에 대한 정의는 상기 화학식 1 및 2에서 정의한 바와 동일하다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 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 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 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 명세서의 유기 전자 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 전자 소자의 대표 적인 예로서, 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자차단층, 정공차단층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 전자 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 전자 소자는 유기발광소자, 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이하에서는 유기발광소자에 대하여 예시한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층. 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 전자차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 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 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 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 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 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, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층이 전자수송층인 경우, 상기 전자수송층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 일 예에 따르면 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전자수송층은 LiQ를 더 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-1]
Figure pat00026
상기 화학식 A-1에 있어서,
X1은 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,
L101은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
r은 1 이상의 정수이며,
r이 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L101은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 r은 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X1은 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 2가의 파이렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 게르마늄기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 트리메틸게르마늄기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 A-2]
Figure pat00027
상기 화학식 A-2에 있어서,
X4는 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 또는 하기 화학식
Figure pat00028
이고,
X6는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 2-비페닐릴기, 2-비페닐릴기, 3-비페닐릴기, 4-비페닐릴기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-뷰틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트라세닐기, 4'-메틸비페닐릴기, 4"-t-뷰틸-p-터페닐-4-일기, 또는 3-플루오란텐일기이며,
X5 및 X7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
p2는 1 내지 5의 정수이며,
p1 및 p3는 각각 1 내지 4의 정수이고,
상기 p1 내지 p3가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4는 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 4-페난트릴기, 1-나프타센일기 또는 1-피렌일기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4는 1-나프틸기, 2-나프틸기 또는 1-안트라세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4는 1-나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X6은 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 4-페난트릴기, 1-나프타센일기 또는 1-피렌일기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X6은 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기 또는 1-안트라세닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 X6은 2-나프틸기이고, p2는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X5 및 X7은 수소이다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 발광층(40) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자(10)의 구조가 예시 되어 있다. 상기 도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 2에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 전자차단층(80), 발광층(40), 전자수송층(90), 전자주입층(100) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 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 명세서의 유기 발광 소자는 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 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 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.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
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 전자차단층은 정공주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자주입층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.
상기 발광층의 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 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 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 정공차단층은 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
본 명세서에 따른 화합물은 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
< 제조예 1> - 화합물 1-1의 합성
(1) 화합물 A의 합성
Figure pat00029
질소 분위기 하에서 9-브로모페난트렌(50.0g, 195.31mmol), 2-아미노-9,9-디메틸플루오렌(42.86g, 205.08mmol)을 톨루엔 250ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(22.52g, 234.38mmol)를 넣고 환류될 때까지 온도를 높이면서 교반한다. 환류되기 시작하면 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.35g, 0.68mmol)을 천천히 떨어뜨리며 넣어준다. 3시간 후 반응 종료하여 온도를 상온으로 낮추고 감압 하에서 농축한 후 에틸아세테이트 250ml 재결정하여 상기 화합물 A (50.47g, 수율: 67%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 386
(2) 화합물 1-1의 합성
Figure pat00030
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 1-(4-브로모페닐)나프탈렌(5.89g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 180ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 220ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-1 (11.52g, 수율: 79%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 638
< 제조예 2> - 화합물 1-2의 합성
Figure pat00031
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 2-(4-브로모페닐)나프탈렌(5.89g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 210ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 220ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-2 (11.52g, 수율: 79%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 638
< 제조예 3> - 화합물 1-3의 합성
Figure pat00032
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 2-(4-브로모페닐)-9,9-디메틸-9H-플루오렌(7.27g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 230ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)를 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-3 (13.66g, 수율: 84%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 704
< 제조예 4> - 화합물 1-4의 합성
Figure pat00033
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 9-(4-브로모페닐)페난트렌(6.94g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 220ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 150ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-4 (14.28g, 수율: 90%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 688
< 제조예 5> - 화합물 1-5의 합성
Figure pat00034
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 4-(4-브로모페닐)디벤조[b,d]퓨란(6.75g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 260ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-5 (11.45g, 수율: 73%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 678
< 제조예 6> - 화합물 1-6의 합성
Figure pat00035
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 4-(4-브로모페닐)디벤조[b,d]티오펜(7.06g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 250ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-6 (10.31g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 694
< 제조예 7> - 화합물 1-7의 합성
Figure pat00036
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 2-(4-브로모페닐)디벤조[b,d]퓨란(6.73g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 260ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 210ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-7 (12.59g, 수율: 81%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 678
< 제조예 8> - 화합물 1-8의 합성
Figure pat00037
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 A (10.0g, 22.99mmol), 2-(4-브로모페닐)디벤조[b,d]티오펜(7.09g, 20.89mmol)을 자일렌(Xylene) 250ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.61g, 27.16mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.11g, 0.21mmol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 280ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-8 (10.31g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 694
< 제조예 9> - 화합물 1-9의 합성
(1) 화합물 B의 합성
Figure pat00038
질소 분위기 하에서 9-(4-브로모페닐)페난트렌(20.0g, 60.24mmol), 2-아미노-9,9-디메틸플루오렌(13.22g, 63.25mmol)을 톨루엔 350ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(6.95g, 72.29mmol)를 넣고 환류될 때까지 온도를 높이면서 교반하였다. 환류되기 시작하면 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.31g, 0.60mmol)을 천천히 떨어뜨리며 넣어주었다. 5시간 후 반응 종료하여 온도를 상온으로 낮추고 감압 하에서 농축한 후 테트라하이드로퓨란 150ml 재결정하여 상기 화합물 B (19.54g, 수율: 70%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 462
(2) 화합물 1-9의 합성
Figure pat00039
질소 분위기에서 500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 B (10.0g, 19.57mmol), 9-(4-브로모페닐)페난트렌(5.91g, 17.79mmol)을 자일렌(Xylene) 250ml에 완전히 녹인 후 소듐-tert-부톡사이드(2.22g, 23.13mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0.09g, 0.18mmol)을 넣은 후 5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염을 제거한 후, 자일렌(Xylene)을 감압농축 시키고 에틸아세테이트 250ml으로 재결정하여 상기 화합물 1-9 (10.31g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 764
< 실시예 1>
<실시예 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 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT]
Figure pat00040
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
[NPB]
Figure pat00041
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 1-1을 진공 증착하여 전자차단층을 형성하였다.
Figure pat00042
이어서, 상기 전자 차단층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
Figure pat00043
상기 발광층 위에 상기 화합물 ET1과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 내지 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 X 10-7 내지 5 X 10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-2>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-2 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-3>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-3 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-4>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-4 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-5>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-5 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-6>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-6 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-7>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-7 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-8>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-8 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<실시예 1-9>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 상기 화합물 1-9 를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
<비교예 1-1>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 하기 EB 3을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EB 3]
Figure pat00044
<비교예 1-2>
상기 실시예 1-1에서 화합물 1-1 대신 하기 EB 4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[EB 4]
Figure pat00045
실시예 1-1 내지 1-9, 비교예 1-1 및 비교예 1-2에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 하기 표 1의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(전자차단층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실시예 1-1 화합물 1-1 3.45 6.02 (0.139, 0.125)
실시예 1-2 화합물 1-2 3.52 5.85 (0.138, 0.126)
실시예 1-3 화합물 1-3 3.57 5.81 (0.138, 0.127)
실시예 1-4 화합물 1-4 3.68 5.71 (0.137, 0.125)
실시예 1-5 화합물 1-5 3.69 5.70 (0.136, 0.125)
실시예 1-6 화합물 1-6 3.64 5.75 (0.136, 0.127)
실시예 1-7 화합물 1-7 3.63 5.72 (0.136, 0.125)
실시예 1-8 화합물 1-8 3.71 5.79 (0.137, 0.125)
실시예 1-9 화합물 1-9 3.92 5.59 (0.138, 0.125)
비교예 1-1 EB 3 4.32 5.21 (0.139, 0.125)
비교예 1-2 EB 4 4.51 4.87 (0.139, 0.127)
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본원 명세서의 실시예 1-1 내지 1-9 의 화합물은 유기 발광 소자에서 전자차단층으로 사용하였을 때, 비교예 1-1 및 비교예 1-2의 유기발광 소자보다 저전압, 고효율의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본원 명세서의 화학식 1의 화합물 유도체는 전자 억제 능력이 우수하여 저전압 및 고효율의 특성을 보이며 유기 발광 소자의 전자차단층으로 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
< 실시예 2>
<실시예 2-1 내지 실시예 2-9>
상기 실시예 1에서 전자차단층으로 TCTA를 사용하고, 정공수송층으로 NPB 대신 실시예 1-1 내지 1-9의 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실험하였다.
[TCTA]
Figure pat00046
<비교예 2-1>
상기 실시예 2-1 내지 2-9에서, 정공수송층으로 하기 HT 1 을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1 내지 2-9와 동일하게 실험하였다.
[HT 1]
Figure pat00047
<비교예 2-2>
상기 실시예 2-1 내지 2-9에서, 정공수송층으로 하기 HT 3 을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1 내지 2-9와 동일하게 실험하였다.
[HT 3]
Figure pat00048
실시예 2-1 내지 2-9, 비교예 2-1 및 2-2 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, 하기 표 2의 결과를 얻었다.
구분 화합물
(정공수송층)		 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)
실시예 2-1 화합물 1-1 3.75 5.95 (0.139, 0.126)
실시예 2-2 화합물 1-2 3.72 5.98 (0.138, 0.126)
실시예 2-3 화합물 1-3 3.87 5.85 (0.138, 0.127)
실시예 2-4 화합물 1-4 3.88 5.84 (0.137, 0.125)
실시예 2-5 화합물 1-5 3.89 5.82 (0.136, 0.125)
실시예 2-6 화합물 1-6 3.84 5.83 (0.136, 0.127)
실시예 2-7 화합물 1-7 3.83 5.80 (0.136, 0.125)
실시예 2-8 화합물 1-8 3.84 5.81 (0.137, 0.125)
실시예 2-9 화합물 1-9 3.93 5.71 (0.138, 0.125)
비교예 2-1 HT 1 4.55 4.83 (0.138, 0.127)
비교예 2-2 HT 3 4.44 4.94 (0.139, 0.126)
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본원 명세서의 실시예 2-1 내지 2-9 의 화합물은 유기 발광 소자에서 정공수송층으로 사용하였을 때, 비교예 2-1 및 비교예 2-2의 유기 발광 소자보다 저전압, 고효율의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본원 명세서의 화학식 1의 화합물 유도체는 정공 수송 능력이 우수하여 저전압 및 고효율의 특성을 보이며 유기 발광 소자의 정공수송층으로 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 명세서의 바람직한 실시예(전자차단층, 정공수송층)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 명세서의 범주에 속한다.
10, 11: 유기 발광 소자
20: 기판
30: 제1 전극
40: 발광층
50: 제2 전극
60: 정공주입층
70: 정공수송층
80: 전자차단층
90: 전자수송층
100: 전자주입층

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00049

    상기 화학식 1에 있어서,
    L은 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
    a는 1 내지 7의 정수이며,
    b는 1 내지 9의 정수이고,
    a가 2 이상인 경우, 복수개의 R3은 서로 같거나 상이하며,
    b가 2 이상인 경우, 복수개의 R4는 서로 같거나 상이하고,
    Ar1는 -(L1)m -Ar2 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 플루오렌기이고,
    m은 0 내지 3의 정수이며,
    m이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 같거나 상이하고,
    Ar2는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 알킬기; 알콕시기; 알킬실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기이며,
    [화학식 2]

    상기 화학식 2에 있어서,
    -------은 상기 화학식 1의 N과 결합하는 부위이며,
    X는 S, O, 또는 SO2이고,
    m은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하며,
    R5 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    c는 1 내지 4의 정수이며,
    d는 1 내지 3의 정수이고,
    c가 2 이상인 경우, 복수개의 R5는 서로 같거나 상이하며,
    d가 2 이상인 경우, 복수개의 R6은 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00051

    상기 화학식 2-1에 있어서,
    -------은 상기 화학식 1의 N과 결합하는 부위이며,
    X, m, c, d, 및 R5 내지 R10는 상기 화학식 1 및 2에서 정의한 바와 동일하다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    R8은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 페난트릴기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조들 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00052

    Figure pat00053

    Figure pat00054

    Figure pat00055

    Figure pat00056

    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060
  5. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기발광소자, 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기 전자 소자.
  11. 청구항 5에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자:
    [화학식 A-1]
    Figure pat00061

    상기 화학식 A-1에 있어서,
    X1은 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,
    L101은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
    r은 1 이상의 정수이며,
    r이 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 L101은 직접결합이고, X1은 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기이며, X2 및 X3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 게르마늄기로 치환 또는 비치환된 아릴기이고, r은 2인 것인 유기 전자 소자.
  13. 청구항 5에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자:
    [화학식 A-2]
    Figure pat00062

    상기 화학식 A-2에 있어서,
    X4는 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 또는 하기 화학식
    Figure pat00063
    이고,
    X6는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 2-비페닐릴기, 2-비페닐릴기, 3-비페닐릴기, 4-비페닐릴기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-뷰틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트라세닐기, 4'-메틸비페닐릴기, 4"-t-뷰틸-p-터페닐-4-일기, 또는 3-플루오란텐일기이며,
    X5 및 X7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    p2는 1 내지 5의 정수이며,
    p1 및 p3는 각각 1 내지 4의 정수이고,
    상기 p1 내지 p3가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 X4는 1-나프틸기이고, X6은 2-나프틸기인 것인 유기 전자 소자.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 발광층은 하기 화학식 A-2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자:
    [화학식 A-2]
    Figure pat00064

    상기 화학식 A-2에 있어서,
    X4는 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 또는 하기 화학식
    Figure pat00065
    이고,
    X6는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트라세닐기, 2-안트라세닐기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타센일기, 2-나프타센일기, 9-나프타센일기, 1-피렌일기, 2-피렌일기, 4-피렌일기, 2-비페닐릴기, 2-비페닐릴기, 3-비페닐릴기, 4-비페닐릴기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-뷰틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트라세닐기, 4'-메틸비페닐릴기, 4"-t-뷰틸-p-터페닐-4-일기, 또는 3-플루오란텐일기이며,
    X5 및 X7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    p2는 1 내지 5의 정수이며,
    p1 및 p3는 각각 1 내지 4의 정수이고,
    상기 p1 내지 p3가 각각 2 이상인 경우, 괄호 내의 치환기는 서로 같거나 상이하다.
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