KR20170136980A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화학식 1 또는 2의 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 출원은 2016년 06월 02일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0069087호의 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 빛 에너지로 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.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 1 또는 2에 있어서,
Q는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리이고,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Ar1은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
R1 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
n1은 1 내지 5의 정수이고,
n2는 1 내지 5의 정수이며,
n3은 1 내지 4의 정수이고,
n4는 1 내지 3의 정수이며,
n5는 1 내지 3의 정수이고,
n6은 1 내지 4의 정수이며,
n1 내지 n6이 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 구조는 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 전자 소자(10)를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르는 유기 전자 소자(11)를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물은 Q가 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리를 가짐으로써, 삼중항 에너지를 높이고 정공수송능력을 원활하게 함으로써 소자의 성능을 향상시키는 효과가 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; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 알케닐기; 실릴기; 붕소기; 포스핀옥사이드기; 아민기; 아릴아민기; 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, 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 에스테르기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00007
본 명세서에 있어서, 아미노기는 아미노기의 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 pat00008
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, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
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, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 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, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 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 이들에 한정되지 않는다.
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, 붕소기는 -BR100R101일 수 있으며, 상기 R100, 및 R101은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 니트릴기; 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 명세서에서 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 40인 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 pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
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 6 내지 50인 것이 바람직하다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 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, 벤조티아졸릴기, 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 아미노기(-NH2)의 적어도 하나의 수소 원자가 다른 치환체로 치환된 1가의 아민을 의미하며, -NR107R108로 표시되고, R107 및 R108은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기 중 적어도 하나로 이루어진 치환기일 수 있다(단, R107 및 R108 중 적어도 하나는 수소가 아니다). 예컨대, -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, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐비페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-비페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-비페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-비페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 포스핀옥사이드기는 구체적으로 디페닐포스핀옥사이드기, 디나프틸포스핀옥사이드 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴옥시기 및 아릴티옥시기 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-비페닐옥시기, 4-비페닐옥시기, 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 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. 아릴아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 치환 또는 비치환된 시클로펜탄, 치환 또는 비치환된 시클로헥산, 치환 또는 비치환된 시클로헵탄, 치환 또는 비치환된 시클로옥탄, 치환 또는 비치환된 비시클로헵탄, 치환 또는 비치환된 트리시클로헵탄, 또는 치환 또는 비치환된 데카히드로나프탈렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 시클로펜탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 시클로펜탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 시클로펜탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 시클로헥산이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 시클로헥산이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 시클로헥산이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 시클로옥탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 시클로옥탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 시클로옥탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 비시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 비시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 비시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 트리시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 트리시클로헵탄이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 데카히드로나프탈렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, tert-부틸기, 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 데카히드로나프탈렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 데카히드로나프탈렌이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 메틸기, 에틸기, 또는 tert-부틸기가 치환 또는 비치환된 2가의 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 터페닐렌기, 또는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 2가의 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 2가의 디벤조퓨란기, 2가의 디벤조티오펜기, 또는 2가의 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00018
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 탄소수 6 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 트리페닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 크라이세닐기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 트리페닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 또는 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 탄소수 6 내지 50의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 페닐기가 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 디벤조퓨란기 또는 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1은 하기 구조식 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R' 및 R"는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 6으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00022
[화학식 4]
Figure pat00023
[화학식 5]
Figure pat00024
[화학식 6]
Figure pat00025
상기 화학식 3 내지 6에 있어서,
Q, L1, Ar1, R1 내지 R6 및 n1 내지 n6에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 7 내지 10으로 표시될 수 있다.
[화학식 7]
Figure pat00026
[화학식 8]
Figure pat00027
[화학식 9]
Figure pat00028
[화학식 10]
Figure pat00029
상기 화학식 7 내지 10에 있어서,
Q, L1, Ar1, R1 내지 R6 및 n1 내지 n6에 대한 정의는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00045
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, 당 기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
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, 당 기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 발광 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 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 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 발광 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 발광 소자는 유기인광소자, 유기태양전지, 유기감광체(OPC) 및 유기트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
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 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 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.
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 정공수송층, 정공주입층, 정공 수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 p 도핑층의 적층구조를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 p 도핑층은 p 도펀트가 도핑된 층을 의미한다. p 도펀트는 호스트 물질을 p 반도체 특성을 갖도록 하는 물질을 의미한다. p 반도체 특성이란 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위로 정공을 주입받거나 수송하는 특성 즉, 정공의 전도도가 큰 물질의 특성을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층이 정공주입층인 경우, 상기 정공주입층은 p 도펀트로 도핑될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 p형 도펀트는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 이용할 수 있으며, 상기 도핑층의 농도는 0.01wt% 내지 50wt%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, p형 도펀트로 도핑된 정공수송층은 발광층과 양극 사이에 포함될 수 있다. 일 예에 따르면, 화합물 1을 포함하며 도펀트로 도핑된 정공수송층은 발광층과 양극사이에 포함될 수 있다. 더 구체적으로 화합물 1을 포함하며 도펀트로 도핑된 정공수송층은 정공조절층과 정공주입층 사이에 포함될 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.
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 정공조절층은 정공수송층으로부터 정공을 효과적으로 전달 받고, 정공 이동도를 조절하는 역할을 하여 발광층으로 전달되는 정공의 양을 조절하는 역할을 한다. 또한, 발광층으로부터 공급되는 전자가 정공수송층으로 넘어가지 않도록 하는 전자장벽 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이는 발광층에서 정공과 전자의 균형을 극대화시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있고, 정공조절층의 전자 안정성을 통하여 소자의 수명을 향상시킬 수 있으며, 당 기술 분야에 알려진 재료를 사용할 수 있다.
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.
<제조예>
<제조예 1> - A1 내지 A4, B1 및 B2 의 합성
(1) A1의 합성
Figure pat00046
2-브로모-9H-플루오렌(100g, 407.96mmol)과 50wt% 소듐 하이드록사이드 수용액(70g, 897.51mmol)을 디메틸설폭사이드(1000ml)에 첨가한 후 160℃에서 1,4-디브로모부탄(88.09g, 407.96mmol)을 적가시킨 후 3시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 톨루엔(toluene)과 물로 추출한 뒤 컬럼정제하여 상기 화합물인 아이보리색 액체인 A1(120g, 수율 98%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 299.14
(2) A2의 합성
Figure pat00047
A1(10g, 33.55mmol)과 9,9'-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(11.29g, 33.89mmol), 소듐-tert-부톡사이드(4.5g, 46.97mol)를 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(490mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 A2를 제조하였다.
MS[M+H]+= 552.26
(3) A3의 합성
Figure pat00048
A1(10g, 40.79mmol)과, 9,9'-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(13.87g, 41.61mmol), 소듐-t-부톡사이드(4.5g, 46.97mol)을 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(490mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 클로로포름과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 A3를 제조하였다.
MS[M+H]+= 498.64
(4) A4의 합성
Figure pat00049
A1 (10g, 25.17mmol)과, 9,9'-디페닐-9H-플루오렌-2-아민(5.92g, 25.17mmol), 소듐-t-부톡사이드(4.5g, 46.97mol)을 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센]디클로로팔라듐(490mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 에틸아세테이트와 헥산(hexane)을 이용해 재결정하여 A4를 제조하였다.
MS[M+H]+= 552.73
(5) B1의 합성
Figure pat00050
상기 A1의 합성에서 1,4-디브로모부탄 대신 1,5-디브로모펜탄을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 B1을 제조하였다
MS[M+H]+= 313.05
(6) B2의 합성
Figure pat00051
상기 A2의 합성에서 A1 대신 B1을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 B1을 제조하였다.
MS[M+H]+= 566.28
<제조예 2> - 화합물 1의 합성
[A2] [화합물 1]
Figure pat00052
A2(15g, 27.16mmol)와 4-아이오도비페닐(7.75g, 27.7mmol), 소듐-tert-부톡사이드(3.57g, 38.02mmol)를 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(277mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 1을 제조하였다.
MS[M+H]+= 713.32
<제조예 3> - 화합물 2의 합성
[A2] [화합물 2]
Figure pat00053
상기 화합물 1의 합성에서 4-아이오도비페닐 대신 2-브로모-9,9-디메틸-9H-플루오렌을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 2를 제조하였다
MS[M+H]+= 744.36
<제조예 4> - 화합물 3의 합성
[A2] [화합물 3]
Figure pat00054
상기 화합물 1의 합성에서 4-아이오도비페닐 대신 2-브로모-9,9-디페닐-9H-플루오렌을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 3을 제조하였다.
MS[M+H]+= 868.39
<제조예 5> - 화합물 4의 합성
[A2] [화합물 4]
Figure pat00055
상기 화합물 1의 합성에서 4-아이오도비페닐 대신 4-(4-클로로페닐)디벤조[b,d]푸란을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 4를 제조하였다.
MS[M+H]+= 794.33
<제조예 6> - 화합물 5의 합성
[B2] [화합물 5]
Figure pat00056
상기 화합물 1의 합성에서 A2 대신 B2를, 4-아이오도비페닐 대신 4-브로모터페닐을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 5를 제조하였다.
MS[M+H]+= 794.37
<제조예 7> - 화합물 6의 합성
[B2] [화합물 6]
Figure pat00057
상기 화합물 1의 합성에서 A2 대신 B2를, 4-아이오도비페닐 대신 4-클로로-1,1:2,1"-터페닐을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 6를 제조하였다.
MS[M+H]+= 794.37
<제조예 8> - 화합물 7의 합성
[B2] [화합물 7]
Figure pat00058
상기 화합물 3의 합성에서 A2 대신 B2를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 7를 제조하였다.
MS[M+H]+= 882.40
<제조예 9> - 화합물 8의 합성
[B2] [화합물 8]
Figure pat00059
상기 화합물 1의 합성에서 A2 대신 B2를, 4-아이오도비페닐 대신 4-(4-클로로페닐)디벤조[b,d]티오펜을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 화합물 8을 제조하였다.
MS[M+H]+= 824.33
<제조예 10> - 화합물 9의 합성
[A2] [화합물 9]
Figure pat00060
A2(15g, 27.21mmol)과, 3-(4-아이오도페닐)-9-페닐카바졸(9.82g, 27.75mmol), 소듐-t-부톡사이드(3.57g, 38.02mmol)를 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐(277mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 9를 제조하였다.
MS[M+H]+= 870.12
<제조예 11> - 화합물 10의 합성
[A3] [화합물 10]
Figure pat00061
A3(15g, 30.17mmol)과, 4-아이오도비페닐(10.26g, 30.77mmol), 소듐-t-부톡사이드(3.57g, 38.02mmol)를 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐(277mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 10을 제조하였다.
MS[M+H]+= 650.84
<제조예 12> - 화합물 11의 합성
[A4] [화합물 11]
Figure pat00062
A4(15g, 27.18mmol)과, 4-아이오도비페닐(7.76g, 27.73mmol), 소듐-t-부톡사이드(3.57g, 38.02 mmol)을 톨루엔(toluene)에 넣고 가열교반한 뒤 환류시키고 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐(277mg. 2mmol%)을 넣는다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트를 이용해 재결정하여 화합물 11을 제조하였다.
MS[M+H]+= 704.93
<실시예>
<실시예 1>
ITO(인듐 주석 산화물)가 1,000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판(corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 X1(hexanitrile hexaazatriphenylene)을 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 위 제조예 2에서 합성한 화합물 1을 진공증착(1100Å)한 후 이어서 상기 정공 수송층 위에 HT2를 막두께 600Å으로 진공증착하여 정공 조절층을 형성하였다. 화합물 발광층으로 호스트 H1과 도판트 D1 화합물(H1은 층의 98% 부피비, D1은 층의 2% 부피비로 존재)을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1의 부피비(350Å)로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬플루라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3 ~ 7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.
[X1] [X2]
Figure pat00063
Figure pat00064
[HT1] [HT2]
Figure pat00065
Figure pat00066
[HT3] [HT4]
Figure pat00067
Figure pat00068
[H1] [D1]
Figure pat00069
Figure pat00070
[E1]
Figure pat00071
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 9를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 HT1을 정공조절층으로 HT2 대신 화합물 5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 5에서 정공 조절층으로 제조예 6에서 합성한 화합물 5 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 7>
상기 실시예 5에서 정공 조절층으로 제조예 6에서 합성한 화합물 5 대신 화합물 11을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 8>
상기 실시예 5에서 정공 조절층으로 제조예 6에서 합성한 화합물 5 대신 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 9>
실시예 1과 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 화합물 3을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층(100Å)을 형성하되 X2를 5%의 도핑농도(화합물 3이 95%의 부피비로 층에 존재하고 X2가 5%의 부피비로 층에 존재)로 도핑하였고 그 위에 정공을 수송하는 물질인 위 화합물 3(1100Å)을 진공증착한 후 이어서 상기 정공 수송층 위에 HT2를 막두께 (600Å)으로 진공증착하여 정공 조절층을 형성하였다. 화합물 발광층으로 호스트 H1과 도판트 D1 화합물(층에 H1이 98%의 부피비로 존재하고 D1이 2% 부피비로 존재)을 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1의 부피비(350Å)로 전자 수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 1000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실시예 10>
상기 실시예 9에서 정공주입층 및 정공수송층으로 제조예 4에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 4를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 11>
상기 실시예 9에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 3 대신 HT1을, 정공조절층으로 HT2 대신 화합물 3을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다
<실시예 12>
상기 실시예 10에서 정공 조절층으로 제조예 4에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 HT1을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 2>
상기 비교예 1에서 정공 조절층으로 HT2 대신 HT3를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 3>
상기 비교예 1에서 정공 수송층으로 HT1 대신 HT4 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 11에서 정공 조절층으로 제조예 4에서 합성한 화합물 3 대신 HT2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 1에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 6>
상기 실시예 9에서 정공 조절층으로 제조예 4에서 합성한 화합물 3 대신 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실험예
(10mA/cm2)		 정공
주입층		 정공
수송층		 정공
조절층		 전압
(V)		 효율
(cd/A)		 CIE-x CIE-y
실시예 1 X1 화합물1 HT2 4.01 25.95 0.658 0.340
실시예 2 X1 화합물3 HT2 4.04 25.53 0.658 0.340
실시예 3 X1 화합물6 HT2 3.99 25.99 0.658 0.340
실시예 4 X1 화합물9 HT2 3.99 26.01 0.658 0.340
실시예 5 X1 HT1 화합물5 3.84 26.32 0.658 0.341
실시예 6 X1 HT1 화합물7 3.95 28.66 0.657 0.340
실시예 7 X1 HT1 화합물11 3.95 28.66 0.657 0.340
실시예 8 X1 HT1 화합물10 4.01 29.99 0.657 0.340
실시예 9 X2+화합물3 화합물3 HT2 3.82 27.01 0.658 0.340
실시예 10 X2+화합물4 화합물4 HT2 3.93 28.21 0.658 0.340
실시예 11 X2+HT1 HT1 화합물3 3.86 27.88 0.657 0.341
실시예 12 X2+HT1 HT1 화합물7 3.88 28.12 0.658 0.340
비교예 1 X1 HT1 HT2 4.32 23.55 0.658 0.340
비교예 2 X1 HT1 HT3 4.42 24.21 0.658 0.340
비교예 3 X1 HT4 HT2 4.33 23.98 0.658 0.340
비교예 4 X2+HT1 HT1 HT2 4.21 23.88 0.658 0.340
비교예 5 X1 화합물10 HT2 3.99 22.31 0.658 0.340
비교예 6 X2+화합물10 화합물10 HT2 3.92 27.39 0.658 0.341
<실시예 13>
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 전술한 X1을 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 화합물 1(800Å)을 진공증착하여 정공 수송층을 형성하고 그 위에 HT2(100Å)를 정공 조절층으로 형성시킨 뒤, 차례로 호스트 H2와 도판트 D2(4중량%)를 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1의 부피비(300Å)로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 800Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 1 Å/sec를 유지하였고, 리튬플루라이드는 0.2 Å/sec, 알루미늄은 3 ~ 7 Å/sec의 증착속도를 유지하였다.
[X1] [X2]
Figure pat00072
Figure pat00073
[HT1] [HT2]
Figure pat00074
Figure pat00075
[H2] [D2]
Figure pat00076
Figure pat00077
[E1]
Figure pat00078
<실시예 14>
상기 실시예 13에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 3 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 15>
상기 실시예 13에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 8 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 16>
실시예 1과 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 화합물 2를 50Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하되 화합물 X2을 10%의 도핑농도(층에 화합물 2가 90%의 부피비로 존재하고 X2가 10%의 부피비로 존재)로 도핑하였고, 정공 수송층을 화합물 2를 (800Å)의 두께로 진공증착하여 형성하고, 그 위에 화합물 5(100Å)를 정공 조절층으로 형성시킨 뒤, 차례로 호스트 H2과 도판트 D2(4중량%)를 300Å의 두께로 진공 증착하였다. 그 다음에 E1 화합물을 LiQ와 1:1의 부피비(300Å)로 전자수송층으로 형성한 후 순차적으로 10Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 800Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하여, 유기 발광 소자를 제조하였다.
<실시예 17>
상기 실시예 16에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 2 대신 화합물 5 를 사용하고, 정공 조절층으로 화합물 5 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 18>
상기 실시예 16에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 2 대신 화합물 9 를 사용하고, 정공 조절층으로 화합물 5 대신 화합물 7을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<실시예 19>
상기 실시예 16에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 2 대신 HT1을, 정공조절층으로 화합물 5 대신 화합물 6을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 13에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 HT1을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 6>
상기 실시예 16에서 정공주입층 및 정공수송층으로 화합물 2 대신 HT1을, 정공조절층으로 화합물 5 대신 HT2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
<비교예 7>
상기 실시예 13에서 정공 수송층으로 제조예 2에서 합성한 화합물 1 대신 화합물 10을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실험예
(10mA/cm2)		 정공
주입층		 정공
수송층		 정공
조절층		 전압
(V)		 효율
(cd/A)		 CIE-x CIE-y
실시예 13 X1 화합물1 HT2 3.65 7.79 0.135 0.093
실시예 14 X1 화합물3 HT2 3.56 7.82 0.135 0.093
실시예 15 X1 화합물8 HT2 3.68 8.12 0.135 0.093
실시예 16 X2+화합물2 화합물2 화합물5 3.61 8.05 0.135 0.094
실시예 17 X2+화합물5 화합물5 화합물7 3.71 7.99 0.135 0.093
실시예 18 X2+화합물9 화합물9 화합물7 3.71 7.99 0.135 0.093
실시예 19 X2+ HT1 HT1 화합물6 3.69 8.01 0.135 0.093
비교예 5 X1 HT1 HT2 3.91 7.12 0.135 0.093
비교예 6 X2+HT1 HT1 HT2 3.98 7.22 0.135 0.093
비교예 7 X1 화합물10 HT2 3.88 7.02 0.135 0.093
상기 표 1 및 표 2와 같이 실시예 1 내지 19 에 사용된 화합물은 유기발광 소자에서 정공주입층 및 정공수송층, 정공조절층으로 사용되었으며, 타 물질보다 우수한 정공 수송 능력을 바탕으로 저전압, 고효율의 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
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 1 또는 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00079

    [화학식 2]
    Figure pat00080

    상기 화학식 1 또는 2에 있어서,
    Q는 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 지방족 탄화수소고리이고,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
    Ar1은 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
    n1은 1 내지 5의 정수이고,
    n2는 1 내지 5의 정수이며,
    n3은 1 내지 4의 정수이고,
    n4는 1 내지 3의 정수이며,
    n5는 1 내지 3의 정수이고,
    n6은 1 내지 4의 정수이며,
    n1 내지 n6이 2 이상인 경우, 2 이상의 괄호 내의 구조는 서로 같거나 상이하다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 Q는 하기 구조 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00081

    Figure pat00082

    Figure pat00083
    .
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 하기 구조 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00084
    .
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1은 하기 구조 중에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087

    상기 R' 및 R"는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 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 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00088

    [화학식 4]
    Figure pat00089

    [화학식 5]
    Figure pat00090

    [화학식 6]
    Figure pat00091

    상기 화학식 3 내지 6에 있어서,
    Q, L1, Ar1, R1 내지 R6 및 n1 내지 n6에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 7 내지 10으로 표시되는 화합물:
    [화학식 7]
    Figure pat00092

    [화학식 8]
    Figure pat00093

    [화학식 9]
    Figure pat00094

    [화학식 10]
    Figure pat00095

    상기 화학식 7 내지 10에 있어서,
    Q, L1, Ar1, R1 내지 R6 및 n1 내지 n6에 대한 정의는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098

    Figure pat00099

    Figure pat00100

    Figure pat00101

    Figure pat00102


    Figure pat00103

    Figure pat00104

    Figure pat00105

    Figure pat00106

    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00111
    .
  9. 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 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층 또는 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입, 전자수송층, 전자차단층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  15. 청구항 9에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
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