KR20170142497A - 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

화학식 1로 표현되는 적어도 1종의 제1 호스트 화합물; 및 화학식 2로 표현되는 적어도 1종의 제2 호스트 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물, 이를 적용한 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
상기 화학식 1 및 2에 대한 상세 내용은 명세서에서 정의한 바와 같다.

Description

유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치{COMPOSITION FOR ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE AND ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 광전자 소자(organic optoelectronic diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 광 에너지에 의해 형성된 엑시톤(exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 상기 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되면서 전기 에너지를 발생하는 광전 소자이고, 다른 하나는 전극에 전압 또는 전류를 공급하여 전기 에너지로부터 광 에너지를 발생하는 발광 소자이다.
유기 광전자 소자의 예로는 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼(organic photo conductor drum) 등을 들 수 있다.
이 중, 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치(flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목받고 있다. 상기 유기 발광 소자는 유기 발광 재료에 전류를 가하여 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 통상 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 유기 층이 삽입된 구조로 이루어져 있다. 여기서 유기 층은 발광층과 선택적으로 보조층을 포함할 수 있으며, 상기 보조층은 예컨대 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위한 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 전자 수송 층, 전자 주입 층 및 정공 차단 층에서 선택된 적어도 1층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자의 성능은 상기 유기 층의 특성에 의해 영향을 많이 받으며, 그 중에서도 상기 유기 층에 포함된 유기 재료에 의해 영향을 많이 받는다.
특히 상기 유기 발광 소자가 대형 평판 표시 장치에 적용되기 위해서는 정공 및 전자의 이동성을 높이는 동시에 전기화학적 안정성을 높일 수 있는 유기 재료의 개발이 필요하다.
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 적어도 1종의 제1 호스트 화합물; 및 하기 화학식 2로 표현되는 적어도 1종의 제2 호스트 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고,
Ra, 및 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
Ra는 각각 독립적으로 존재하거나, 인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고;
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
R4 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
m은 0 내지 2의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 1 및 2의 "치환"이란, 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C4 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 또는 C2 내지 C18 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다.
다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 양극과 음극, 그리고 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 전술한 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 할로겐기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로고리기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C10 트리플루오로알킬기, 시아노기 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일예에서, "치환"이란 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C10 알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
더욱 구체적으로, "치환"이란, 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C4 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 또는 C2 내지 C18 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다.
또한 인접한 두 개의 치환기는 연결되어 융합 고리를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴나졸린, 벤조퓨란피리미딘, 벤조티오펜피리미딘, 플루오렌 등을 형성할 수 있다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"이란 별도의 정의가 없는 한, 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C30인 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1 내지 C20 알킬기 또는 C1 내지 C10 알킬기일 수도 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자가 포함되는 것을 의미하며, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
상기 알킬기는 구체적인 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.
본 명세서에서 "아릴(aryl)기"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 총괄하는 개념으로서,
탄화수소 방향족 모이어티의 모든 원소가 p-오비탈을 가지면서, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 형태, 예컨대 페닐기, 나프틸기 등을 포함하고,
2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 시그마 결합을 통하여 연결된 형태, 예컨대 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등을 포함하며,
2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, 플루오레닐기 등을 들 수 있다.
아릴기는 모노시클릭, 폴리시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로고리기(heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 상위 개념으로서, 아릴기, 시클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에 탄소 (C) 대신 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.
일 예로 "헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 탄소 (C) 대신 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개 함유하는 것을 의미한다. 2 이상의 헤테로아릴기는 시그마 결합을 통하여 직접 연결되거나, 상기 C2 내지 C60 헤테로아릴기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
상기 헤테로아릴기는 구체적인 예를 들어, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 피롤릴기, 치환 또는 비치환된 피라졸릴기, 치환 또는 비치환된 이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일기, 치환 또는 비치환된 티아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페나진일기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨란피리미딘, 치환 또는 비치환된 벤조티오펜피리미딘, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, 단일 결합이란 탄소 또는 탄소 이외의 헤테로 원자를 경유하지 않고 직접 연결되는 결합을 의미하는 것으로, 구체적으로 L이 단일 결합이라는 의미는 L과 연결되는 치환기가 중심 코어에 직접 연결되는 것을 의미한다. 즉, 본 명세서에서 단일 결합이란 탄소를 경유하는 메틸렌 등을 의미하는 것이 아니다.
본 명세서에서, 정공 특성이란, 전기장(electric field)을 가했을 때 전자를 공여하여 정공을 형성할 수 있는 특성을 말하는 것으로, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란, 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 조성물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 조성물은 적어도 두 종류의 호스트(host)와 도펀트(dopant)를 포함하고, 상기 호스트는 전자 특성이 상대적으로 강한 제1 호스트 화합물과 정공 특성이 상대적으로 강한 제2 호스트 화합물을 포함한다.
상기 제1 호스트 화합물은 전자 수송 특성이 상대적으로 강한 특성을 가지는 화합물로, 하기 화학식 1로 표현된다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고,
Ra, 및 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
Ra는 각각 독립적으로 존재하거나, 인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이다.
상기 제1 호스트 화합물은 benzo[4,5]imidazo[1,2,f]phenanthridine과 Z1 내지 Z5로 이루어진 ET기를 포함하여 실질적인 선형 구조를 가짐으로써, 증착 시 자기배열(self arrange)되어 공정 안정성 및 박막 균일성을 높일 수 있다.
상기 제1 호스트 화합물은 Z1 내지 Z5로 이루어진 ET기의 종류에 따라 예컨대 하기 화학식 1-A, 화학식 1-B, 화학식 1-C, 화학식 1-D, 화학식 1-E, 화학식 1-F, 화학식 1-G 또는 화학식 1-H 로 표현될 수 있다.
[화학식 1-A] [화학식 1-B]
Figure pat00004
Figure pat00005
[화학식 1-C] [화학식 1-D]
Figure pat00006
Figure pat00007
[화학식 1-E] [화학식 1-F]
Figure pat00008
Figure pat00009
[화학식 1-G] [화학식 1-H]
Figure pat00010
Figure pat00011
상기 화학식 1-A, 화학식 1-B, 화학식 1-C, 화학식 1-D, 화학식 1-E, 화학식 1-F, 화학식 1-G 및 화학식 1-H에서, R1 내지 R3, 및 L은 전술한 바와 같고,
Ra1 내지 Ra5은 전술한 Ra의 정의와 같으며, W는 O 또는 S이다.
본 발명의 일 예에서, 상기 제1 호스트 화합물은 예컨대 상기 화학식 1-A, 화학식 1-D, 화학식 1-E, 및 화학식 1-G에서 선택될 수 있고, 구체적으로 상기 화학식 1-A, 화학식 1-D, 또는 화학식 1-G일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기
Figure pat00012
은 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기에서 선택될 수 있다.
[그룹 Ⅰ]
Figure pat00013
상기 그룹 Ⅰ에서, *은 연결 지점이다.
또한, 상기 화학식 1은 benzo[4,5]imidazo[1,2,f]phenanthridine의 연결 지점에 따라 예컨대 하기 화학식 1a 또는 화학식 1b로 표현될 수 있다.
[화학식 1a] [화학식 1b]
Figure pat00014
Figure pat00015
상기 화학식 1a 및 1b에서, Z1 내지 Z5, R1 내지 R3, 및 L은 전술한 바와 같다.
본 발명의 일 예에서 상기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 이들의 조합일 수 있고, 구체적으로는 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있다.
benzo[4,5]imidazo[1,2,f]phenanthridine와 Z1 내지 Z5로 이루어진 ET기의 연결 거리, 즉 L이 짧을 경우, 분자 모양이 구형에 가까워지게 되므로, 증착 온도를 낮추어 우수한 내열안정성을 가질 수 있다.
구체적으로 상기 L은 단일결합, 또는 치환되거나 비치환된 하기 그룹 Ⅱ에 나열된 연결기에서 선택될 수 있고,
[그룹 Ⅱ]
Figure pat00016
가장 구체적으로 단일결합, m-페닐렌기, 또는 p-페닐렌기일 수 있다.
본 발명의 일 예에서, 상기 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐기일 수 있다.
상기 Ra는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나, 인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성할 수 있다.
인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하는 경우, 예컨대 상기 화학식 1-E, 화학식 1-F, 화학식 1-G 또는 화학식 1-H로 표현될 수 있다.
구체적으로, 상기 R1 내지 R3은 모두 수소이고, 상기 Ra는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐기이거나, Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨란피리미디닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜피리미디닐기를 형성할 수 있다.
상기 제1 호스트 화합물은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
.
상기 제2 호스트 화합물은 정공 수송 특성이 상대적으로 강한 특성을 가지는 화합물로, 하기 화학식 2로 표현된다.
[화학식 2]
Figure pat00024
상기 화학식 2에서,
R4 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 정공 특성이 상대적으로 강한 특성을 가지는 화합물로, 상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 발광층에 사용되어 전하의 이동성을 높이고 안정성을 높임으로써 발광 효율 및 수명 특성을 개선시킬 수 있다. 또한 정공 특성을 가지는 상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물과 상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물의 비율을 조절함으로써 전하의 이동성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 예에서, 상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 또는 이들의 조합일 수 있고,
구체적으로, 상기 화학식 2는 하기 그룹 Ⅲ에 나열된 구조 중 하나이고, 상기 *-Y1-Ar1, 및 *-Y2-Ar2은 하기 그룹 Ⅳ에 나열된 치환기 중 하나일 수 있다.
[그룹 Ⅲ]
Figure pat00025
Figure pat00026
[그룹 Ⅳ]
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
상기 그룹 Ⅲ 및 그룹 Ⅳ에서, *은 연결 지점이다.
예컨대, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 디벤조퓨란일기, 또는 디벤조티오펜일기일 수 있다.
상기 제2 호스트 화합물은 예컨대 하기 그룹 2에 나열된 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
[B-1] [B-2] [B-3]
Figure pat00030
[B-4] [B-5] [B-6]
Figure pat00031
[B-7] [B-8] [B-9]
Figure pat00032
[B-10] [B-11] [B-12]
Figure pat00033
[B-13] [B-14] [B-15]
Figure pat00034
[B-16] [B-17] [B-18]
Figure pat00035
[B-19] [B-20] [B-21]
Figure pat00036
[B-22] [B-23] [B-24]
Figure pat00037
[B-25] [B-26] [B-27]
Figure pat00038
[B-28] [B-29] [B-30] [B-31] [B-32]
Figure pat00039
[B-33] [B-34] [B-35]
Figure pat00040
[B-36] [B-37] [B-38]
Figure pat00041
[B-39] [B-40] [B-41]
Figure pat00042
[B-42] [B-43] [B-44]
Figure pat00043
[B-45] [B-46] [B-47]
Figure pat00044
[B-48] [B-49] [B-50]
Figure pat00045
[B-51] [B-52] [B-53]
Figure pat00046
[B-54] [B-55] [B-56]
Figure pat00047
[B-57] [B-58] [B-59]
Figure pat00048
[B-60] [B-61] [B-62]
Figure pat00049
[B-63] [B-64] [B-65]
Figure pat00050
[B-66] [B-67] [B-68]
Figure pat00051
[B-69] [B-70] [B-71]
Figure pat00052
[B-72] [B-73] [B-74]
Figure pat00053
[B-75] [B-76] [B-77]
Figure pat00054
[B-78] [B-79] [B-80]
Figure pat00055
[B-81] [B-82] [B-83]
Figure pat00056
[B-84] [B-85] [B-86]
Figure pat00057
[B-87] [B-88] [B-89]
Figure pat00058
[B-90] [B-91] [B-92]
Figure pat00059
[B-93] [B-94] [B-95]
Figure pat00060
[B-96] [B-97] [B-98] [B-99] [B-100]
Figure pat00061
[B-101] [B-102] [B-103]
Figure pat00062
[B-104] [B-105] [B-106]
Figure pat00063
[B-107] [B-108] [B-109]
Figure pat00064
[B-110] [B-111] [B-112]
Figure pat00065
[B-113] [B-114] [B-115]
Figure pat00066
[B-116] [B-117] [B-118]
Figure pat00067
[B-119] [B-120] [B-121]
Figure pat00068
[B-122] [B-123] [B-124]
Figure pat00069
[B-125] [B-126] [B-127]
Figure pat00070
[B-128] [B-129] [B-130]
Figure pat00071
[B-131] [B-132] [B-133] [B-134]
Figure pat00072
[B-135] [B-136] [B-137] [B-138]
Figure pat00073
상술한 제1 호스트 화합물과 제2 호스트 화합물은 다양한 조합에 의해 다양한 조성물을 준비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 상기 화학식 1-A, 화학식 1-D, 또는 화학식 1-G로 표현되는 화합물을 제1 호스트로서 포함하고, 상기 그룹 Ⅲ의 화학식 c-8 또는 화학식 c-17로 표현되는 화합물을 제2 호스트로서 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1-A, 화학식 1-D, 및 화학식 1-G 중 어느 하나로 표현되는 제1 호스트와 상기 그룹 Ⅲ의 화학식 c-8로 표현되는 제2 호스트를 포함하거나, 상기 화학식 1-D로 표현되는 제1 호스트와 상기 그룹 Ⅲ의 화학식 c-17로 표현되는 제2 호스트를 포함할 수 있다.
상기 화학식 2의 *-Y1-Ar1, 및 *-Y2-Ar2은 예컨대 상기 그룹 Ⅳ의 B-1, B-2, B-3, 및 B-16에서 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 호스트 화합물은 전자 수송 특성이 상대적으로 강한 특성을 가지는 화합물이고 상기 제2 호스트 화합물은 정공 수송 특성이 상대적으로 강한 화합물로, 이들이 함께 사용됨으로써 단독으로 사용된 경우, 또는 다른 조합의 혼합 호스트와 비교하여 전자 및 정공의 이동성을 높여 발광효율을 현저히 개선시킬 수 있다.
상기 제1 호스트 화합물과 상기 제2 호스트 화합물은 예컨대 1:10 내지 10:1의 중량비로 포함될 수 있다. 구체적으로 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3, 4:6 내지 6:4, 그리고 5:5의 범위로 포함될 수 있으며, 예컨대 제1 호스트 및 제2 호스트가 3:7의 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 바이폴라 특성이 더욱 효과적으로 구현되어 효율과 수명을 동시에 개선할 수 있다.
상기 조성물은 전술한 제1 호스트 화합물 및 제2 호스트 화합물 외에 1종 이상의 호스트 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 조성물은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 적색, 녹색 또는 청색의 도펀트일 수 있으며, 예컨대 인광 도펀트일 수 있다.
상기 도펀트는 상기 제1 호스트 화합물과 상기 제2 호스트 화합물에 미량 혼합되어 발광을 일으키는 물질로, 일반적으로 삼중항 상태 이상으로 여기시키는 다중항 여기(multiple excitation)에 의해 발광하는 금속 착체(metal complex)와 같은 물질이 사용될 수 있다. 상기 도펀트는 예컨대 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며, 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
상기 인광 도펀트의 예로는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 금속화합물을 들 수 있다. 상기 인광 도펀트는 예컨대 하기 화학식 Z로 표현되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 Z]
L2MX
상기 화학식 Z에서, M은 금속이고, L 및 X는 서로 같거나 다르며 M과 착화합물을 형성하는 리간드이다.
상기 M은 예컨대 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합일 수 있고, 상기 L 및 X는 예컨대 바이덴테이트 리간드일 수 있다.
상기 조성물은 화학기상증착과 같은 건식 성막법 또는 용액 공정으로 형성될 수 있다.
이하 다른 구현예에 따른 유기 광전자 소자에 대하여 설명한다.
다른 구현예에 따른 유기 광전자 소자는 서로 마주하는 양극과 음극, 그리고 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 전술한 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
여기서는 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자(100)는 서로 마주하는 양극(120)과 음극(110), 그리고 양극(120)과 음극(110) 사이에 위치하는 유기층(105)을 포함한다.
양극(120)은 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 양극(120)은 예컨대 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO와 Al 또는 SnO2와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리(3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜)(polyehtylenedioxythiophene: PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 도전성 고분자 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
음극(110)은 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 음극(110)은 예컨대 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기층(105)은 전술한 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
예컨대, 전술한 유기 광전자 소자용 조성물은 상기 유기층(105)에 포함된 발광층(130)에 호스트로서 포함될 수 있다.
도 2를 참고하면, 유기 발광 소자(200)는 발광층(130) 외에 정공 보조층(140)을 더 포함한다. 정공 보조층(140)은 양극(120)과 발광층(130) 사이의 정공 주입 및/또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 정공 보조층(140)은 예컨대 정공 수송층, 정공 주입층 및/또는 전자 차단층일 수 있으며, 적어도 1층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에서는 도 1 또는 도 2에서 유기층(105)으로서 추가로 전자 수송층, 전자주입층, 전공주입층 등을 더 포함한 유기발광 소자일 수도 있다.
유기 발광 소자(100, 200)는 기판 위에 양극 또는 음극을 형성한 후, 진공증착법(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 도금 및 이온도금과 같은 건식성막법 등으로 유기층을 형성한 후, 그 위에 음극 또는 양극을 형성하여 제조할 수 있다.
상술한 유기 발광 소자는 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
(유기 광전자 소자용 조성물의 제조)
이하, 실시예 및 합성예에서 사용된 출발물질 및 반응물질은 특별한 언급이 없는한 Sigma-Aldrich 社 또는 TCI 社에서 구입하였으며, 이미 공지된 물질로 용이하게 합성이 가능한 것이다.
(제1 호스트 화합물의 합성)
합성예 １: 중간체 A의 합성
[반응식 1]
Figure pat00074
제1단계: 중간체 A-1의 합성
10L 플라스크에 2-클로로-브로모벤젠(200g, 1.04 mol)과 2-포밀페닐보로닉산 (186.8g, 1.24 mmol)을 테트라하이드로퓨란 4L에 완전히 녹인 후, 탄산칼륨 (360g, 2.6mol)을 첨가하고 테트라키스트리페닐포스피노팔라듐 (24.2g, 20.90mmol), 물 2L을 넣은 후 8시간 동안 교반 환류하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고, 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 감압농축시키고 컬럼하여 상기 중간체 A-1(186g, 82 ％)을 제조하였다.
제2단계: 중간체 A-2의 합성
5L 둥근 플라스크에 중간체 A-1(180.0g, 0.84mol)과 2-아지도-5-클로로아닐린(140.0g, 0.84mol)을 에탄올 2.4L과 아세트산 120 mL에 현탁시켰다. 혼합물을 24 시간 동안 교반 환류하였다. 상온으로 온도를 낮추고, 감압 농축하고 헥산을 이용하여 재결정하여 중간체 A-2 (68 g, 24 ％)을 수득하였다.
제3단계: 중간체 A-3의 합성
2L 플라스크에 중간체 A-2(67.0g, 197.5 mmol)와 소듐-터셔리-부톡사이드 (38g, 395.0mmol) 및 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라디움 11.4 g (19.8 mmol) 및 트리 t-부틸포스핀 16g (50% in 톨루엔)를 자일렌 700 mL과 혼합하고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하고 상온으로 냉각하였다. 반응 용액에 증류수를 넣고 반응을 종료시키고, 유기층을 추출하여 무수황산마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 감압농축시키고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 중간체 A-3 (25.1g, 42%)를 수득하였다.
제4단계: 중간체 A의 합성
1L 플라스크에 중간체 A-3 (25.0 g, 82.6 mmol), 4,4,4',4', 5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-바이(1,3,2-다이옥사보로란) (25.2 g, 99.1 mmol), 아세트산칼륨 (KOAc, 24.3 g, 247.7 mmol) 및 1,1'-비스(다이페닐포스피노) 페로센-팔라듐(Ⅱ)다이클로라이드 (4.1g, 4.6 mmol), 트리사이클로헥실포스핀 (6.9g, 12.4 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 400 mL에 넣은 후, 130℃에서 24시간 교반하였다. 반응 완료 후, 반응 용액을 물과 EA로 추출하여 수득한 유기층으로부터 황산마그네슘을 사용하여 수분을 제거하고 농축하여, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 A (27.7 g, 수율= 85 %)를 수득하였다.
calcd. C25H23BN2O2 : C, 76.16; H, 5.88; B, 2.74; N, 7.11; O, 8.12; found : C, 76.15; H, 5.88; B, 2.74; N, 7.10; O, 8.12
합성예 2: 중간체 B 의 합성
[반응식 2]
Figure pat00075
제1단계: 중간체 B-1의 합성
5L 둥근 플라스크에 중간체 A-1(180.0g, 0.84mol)과 2-아지도-4-클로로벤젠아민(140.0g, 0.84mol)을 에탄올 2.4L과 아세트산 120 mL에 현탁시켰다. 혼합물을 24 시간 동안 교반 환류하였다. 상온으로 온도를 낮추고, 감압 농축하고 헥산을 이용하여 재결정하여 중간체 B-1 (84 g, 30％)을 수득하였다.
제2단계: 중간체 B-2의 합성
2L 플라스크에 중간체 B-1(83.0g, 244.8 mmol)와 소듐-터셔리-부톡사이드 (47g, 489.5mmol) 및 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라디움 14.1 g (24.5 mmol) 및 트리 t-부틸포스핀 19.8g (50% in 톨루엔)를 자일렌 1L와 혼합하고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하고 상온으로 냉각하였다. 반응 용액에 증류수를 넣고 반응을 종료시키고, 유기층을 추출하여 무수황산마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 감압농축시키고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 중간체 B-2 (30.0g, 40%)를 수득하였다.
제3단계: 중간체 B의 합성
1L 플라스크에 중간체 B-2 (30.0 g, 99.1 mmol), 4,4,4',4', 5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-바이(1,3,2-다이옥사보로란) (30.2 g, 118.9 mmol), 아세트산칼륨 (KOAc, 29.2 g, 297.3 mmol) 및 1,1'-비스(다이페닐포스피노) 페로센-팔라듐(Ⅱ)다이클로라이드 (4.9g, 5.9 mmol), 트리사이클로헥실포스핀 (8.3g, 14.9 mmol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 500 mL에 넣은 후, 130℃에서 24시간 교반하였다. 반응 완료 후, 반응 용액을 물과 EA로 추출하여 수득한 유기층으로부터 황산마그네슘을 사용하여 수분을 제거하고 농축하여, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 B (31.3 g, 수율= 80 %)를 수득하였다.
calcd. C25H23BN2O2 : C, 76.16; H, 5.88; B, 2.74; N, 7.11; O, 8.12; found : C, 76.16; H, 5.88; B, 2.74; N, 7.10; O, 8.11
합성예 3: 화합물 1-1의 합성
[반응식 3]
Figure pat00076
화합물 1-1의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 1 (2.5g, 9.3 mmol), 중간체 A (4.4g, 11.2 mmol), 탄산칼륨 (3.2g, 23.4 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.3g, 0.3 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 300 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-1 (3.7 g, 79%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C34H21N5 : C, 81.74; H, 4.24; N, 14.02; found : C, 81.74; H, 4.24; N, 14.02
합성예 4: 화합물 1-2의 합성
[반응식 4]
Figure pat00077
중간체 3의 합성
1L 둥근 플라스크에 중간체 2 30.0 g (132.7 mmol), 3-바이페닐 보로닉에시드 25.0g (126.0 mmol), 탄산칼륨 45.8 g (230.0 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) 4.0 g (4.6 mmol)을 1,4-다이옥산 440 mL, 물 220 mL에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 6시간 동안 가열하여 환류하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 2L에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 중간체 3 (24.9 g, 55%의 수율)를 수득하였다.
화합물 1-2의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 3 (2.5g, 7.3 mmol), 중간체 A (3.4g, 8.7 mmol), 탄산칼륨 (2.5g, 18.2 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.25g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 24 mL, 물 12 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-2 (3.2 g, 76%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17
합성예 5: 화합물 1-3의 합성
[반응식 5]
Figure pat00078
중간체 4의 합성
1L 둥근 플라스크에 중간체 2 30.0 g (132.7 mmol), 4-바이페닐 보로닉에시드 25.0g (126.0 mmol), 탄산칼륨 45.8 g (230.0 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) 4.0 g (4.6 mmol)을 1,4-다이옥산 440 mL, 물 220 mL에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 6시간 동안 가열하여 환류하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 2L에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 중간체 4 (27.1 g, 60%의 수율)를 수득하였다.
화합물 1-3의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 4 (2.5g, 7.3 mmol), 중간체 A (3.4g, 8.7 mmol), 탄산칼륨 (2.5g, 18.2 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.25g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 24 mL, 물 12 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 1,2-다이클로로벤젠 으로 재결정하여 화합물 1-3 (3.1 g, 78%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.45; H, 4.38; N, 12.18
합성예 6: 화합물 1-7의 합성
[반응식 6]
Figure pat00079
화합물 1-7의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 5 (3.0g, 7.7 mmol), 중간체 A (3.7g, 9.3 mmol), 탄산칼륨 (2.7g, 19.3 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.27g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-7 (3.6 g, 81%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17
합성예 7: 화합물 1-10의 합성
[반응식 7]
Figure pat00080
화합물 1-10의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 6 (3.0g, 7.7 mmol), 중간체 A (3.7g, 9.3 mmol), 탄산칼륨 (2.7g, 19.3 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.27g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-10 (3.5 g, 79%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.45; H, 4.38; N, 12.17
합성예 8: 화합물 1- 17 의 합성
[반응식 8]
Figure pat00081
화합물 1-17의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 1 (2.5g, 9.3 mmol), 중간체 B (4.4g, 11.2 mmol), 탄산칼륨 (3.2g, 23.4 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.3g, 0.3 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 300 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-17 (3.5 g, 74.7%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C34H21N5 : C, 81.74; H, 4.24; N, 14.02; found : C, 81.73; H, 4.24; N, 14.02
합성예 9: 화합물 1-18의 합성
[반응식 9]
Figure pat00082
화합물 1-18의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 3 (2.5g, 7.3 mmol), 중간체 B (3.4g, 8.7 mmol), 탄산칼륨 (2.5g, 18.2 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.25g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 24 mL, 물 12 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-18 (3.24 g, 77%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.45; H, 4.38; N, 12.17
합성예 10: 화합물 1-19의 합성
[반응식 10]
Figure pat00083
화합물 1-19의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 4 (2.5g, 7.3 mmol), 중간체 B (3.4g, 8.7 mmol), 탄산칼륨 (2.5g, 18.2 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.25g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 24 mL, 물 12 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 1,2-다이클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-19 (2.9 g, 75%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.18
합성예 11: 화합물 1-23의 합성
[반응식 11]
Figure pat00084
화합물 1-23의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 5 (3.0g, 7.7 mmol), 중간체 B (3.7g, 9.3 mmol), 탄산칼륨 (2.7g, 19.3 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.27g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-23 (3.4 g, 77%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.45; H, 4.38; N, 12.17
합성예 12: 화합물 1-26의 합성
[반응식 12]
Figure pat00085
화합물 1-26의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 6 (3.0g, 7.7 mmol), 중간체 B (3.7g, 9.3 mmol), 탄산칼륨 (2.7g, 19.3 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.27g, 0.2 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-26 (3.4 g, 77%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C40H25N5 : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17; found : C, 83.46; H, 4.38; N, 12.17
합성예 13: 화합물 1-34의 합성
[반응식 13]
Figure pat00086
화합물 1-34의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 7 (3.0g, 8.75 mmol), 중간체 A (3.4g, 8.75 mmol), 탄산칼륨 (3.0g, 21.9 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.3g, 0.26 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-34 (3.8 g, 76%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C41H26N4 : C, 85.69; H, 4.56; N, 9.75; found : C, 85.69; H, 4.56; N, 9.76
합성예 14: 화합물 1-39의 합성
[반응식 14]
Figure pat00087
화합물 1-39의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 7 (3.0g, 8.75 mmol), 중간체 B (3.4g, 8.75 mmol), 탄산칼륨 (3.0g, 21.9 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.3g, 0.26 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-39 (3.4 g, 68%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C41H26N4 : C, 85.69; H, 4.56; N, 9.75; found : C, 85.68; H, 4.56; N, 9.75
합성예 15: 화합물 1-46의 합성
[반응식 15]
Figure pat00088
화합물 1-46의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 8 (3.0g, 8.3 mmol), 중간체 A (3.27g, 8.3 mmol), 탄산칼륨 (2.87g, 20.8 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.29g, 0.25 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-46 (3.6 g, 79%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C39H24N4: C, 85.38; H, 4.41; N, 10.21; found : C, 85.37; H, 4.40; N, 10.21
합성예 16: 화합물 1-54의 합성
[반응식 16]
Figure pat00089
화합물 1-54의 합성
100 mL 플라스크에 중간체 9 (3.0g, 8.1 mmol), 중간체 A (3.17g, 8.1 mmol), 탄산칼륨 (2.78g, 20.1 mmol) 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0) (0.28g, 0.24 mmol)을 1,4-다이옥산 30 mL, 물 15 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 12시간 동안 70℃로 가열하였다. 유기층을 분리하여 메탄올 150 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 1,2-다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 모노클로로벤젠으로 재결정하여 화합물 1-54 (3.5 g, 72%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C41H24N4S: C, 81.43; H, 4.00; N, 9.26; S, 5.30; found : C, 81.43; H, 3.99; N, 9.26; S, 5.30
(제2 호스트 화합물의 합성)
합성예 17: 화합물 B-129의 합성
[반응식 17]
Figure pat00090
질소 분위기 하 교반기가 부착된 500 mL 둥근바닥 플라스크에 3-브로모-6-페닐-N-메타바이페닐카바졸 20.00 g(42.16 mmol), N-페닐카바졸-3-보로닉에스터 17.12 g(46.38 mmol) 및 테트라하이드로퓨란:톨루엔(1:1) 175 mL 와 2M-탄산칼륨 수용액 75 mL를 혼합한 후, 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(0) 1.46 g(1.26 mmol)을 넣고 질소기류하에서 12 시간 동안 가열 환류하였다. 반응 종결 후 반응물을 메탄올에 부어 고형물을 여과한 다음 수득한 고형물을 물과 메탄올로 충분히 세정하고 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물을 700 mL의 클로로벤젠에 가열하여 녹인 다음 용액을 실리카겔 필터하고 용매를 완전히 제거한 후, 400mL의 클로로벤젠에 가열하여 녹인 다음 재결정 하여 화합물 B-129 18.52 g(수율 69%)을 수득하였다.
calcd. C42H32N2: C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40; found: C, 90.54; H, 5.07; N, 4.40
합성예 18: 화합물 B-137의 합성
[반응식 18]
Figure pat00091
250 mL 둥근 플라스크에서 N-페닐-3,3-바이카바졸 6.3 g (15.4 mmol), 4-(4-브로모페닐)다이벤조[b,d]퓨란 5.0 g (15.4 mmol), 소듐 t-부톡사이드 3.0 g (30.7 mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라디움 0.9 g (1.5 mmol) 및 트리 t-부틸포스핀 1.2 mL (50% in 톨루엔)를 자일렌 100 mL과 혼합하고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 메탄올 300 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 중간체 B-137 (7.3 g, 73%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C48H30N2O : C, 88.59; H, 4.65; N, 4.30; O, 2.46; found : C, 88.56; H, 4.62; N, 4.20; O, 2.43
비교 합성예 : 화합물 E-1의 합성
[반응식 19]
Figure pat00092
중간체 2의 합성
1000 mL 플라스크에 출발물질 1 30.0 g (104.5 mmol), 1-브로모-4-아이오도벤젠 38.4 g (135.8 mmol), 탄산칼륨 36.1 g (261.2 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀) 팔라듐 (0)을 6.0 g (5.2 mmol)을 1,4-다이옥산 280 mL, 물 140 mL 에 넣어준 후, 질소 기류 하에서 16시간 동안 80℃로 가열하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 메탄올 1200 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 모노클로로벤젠에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 중간체 2 (29.1 g, 70%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C24H16BrN: C, 72.37; H, 4.05; Br, 20.06; N, 3.52; found : C, 72.38; H, 4.06; Br, 20.05; N, 3.51
중간체 E- PH의 합성
250 mL 둥근 플라스크에 중간체 E 10.02 g (39.11 mmol), 브로모벤젠 7.32 g (46.9 mmol), 포타슘 하이드록사이드 3.29 g (58.66 mmol), 커퍼아이오다이드(CuI) 1.49 g (7.82 mmol), 1,10-페난쓰로린 1.41 g (7.82 mmol)를 DMSO 100 mL 에 넣고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 물 500 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 중간체 (8.4 g, 65%의 수율) E-PH를 수득하였다.
calcd. C24H16N2 :C, 86.72; H, 4.85; N, 8.43; found : C, 86.71; H, 4.86; N, 8.43
화합물 E-1 의 합성
250 mL 둥근 플라스크에 중간체 E-PH 8.39 g (25.26 mmol), 중간체 2 10.03 g (25.26 mmol), 소듐 t-부톡사이드 4.86 g (50.52 mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라디움 1.45 g (2.53 mmol) 및 트리 t-부틸포스핀 2.0 mL (50% in 톨루엔)를 자일렌 120 mL 에 넣고 질소 기류 하에서 15시간 동안 가열하여 환류하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 메탄올 500 mL에 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 다이클로로벤젠에 녹여 실리카겔/ 셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 제거한 후, 메탄올로 재결정하여 화합물 E-1 (8.0 g, 49%의 수율)를 수득하였다.
calcd. C48H31N3 : C, 88.72; H, 4.81; N, 6.47; found : C, 88.72; H, 4.81; N, 6.47
유기 발광 소자의 제작
실시예 1
ITO (Indium tin oxide)가 1500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 10분간 세정 한 후 진공 층착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극을 양극으로 사용하여 ITO 기판 상부에 N4,N4'-디페닐-N4,N4'-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)바이페닐-4,4'-디아민(N4,N4'-diphenyl-N4,N4'-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'-diamine)(화합물 A)를 진공 증착하여 700Å두께의 정공 주입층을 형성하고 상기 주입층 상부에 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌-헥사카보니트릴(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile, HAT-CN)(화합물 B)를 50Å의 두께로 증착한 후, N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine)(화합물 C)를 1020Å의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 상기에서 합성된 화합물 1-1와 화합물 B-136을 동시에 호스트로 사용하고 도판트로 트리스(4-메틸-2,5-디페닐피리딘)이리듐(Ⅲ)(화합물 D)를 10wt%로 도핑하여 진공 증착으로 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 여기서 화합물 1-1와 화합물 B-136은 3:7 비율로 사용되었다.
이어서 상기 발광층 상부에 8-(4-(4-(나프탈렌-2-일)-6-(나프탈렌-3-일)-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)퀴놀린 (8-(4-(4-(naphthalen-2-yl)-6-(naphthalen-3-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinoline) (화합물E)와 Liq를 동시에 1:1 비율로 진공 증착하여 300Å 두께의 전자수송층을 형성하고 상기 전자수송층 상부에 Liq 15Å과 Al 1200Å을 순차적으로 진공 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자는 5층의 유기 박막층을 가지는 구조로 되어 있으며, 구체적으로
ITO / A(700Å) / B(50Å) / C(1020Å) / EML[1-1:B-136:D = 3:7:10%](400Å) / E:Liq(300Å) / Liq(15Å) / Al(1200Å)의 구조로 제작하였다.
(X= 중량비)
실시예 2 내지 실시예 22
발광층 형성시 화합물 1-1 및 B-136 대신 하기 표 1에 기재된 바와 같이 각각의 호스트를 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 2 내지 실시예 22의 유기 발광 소자를 각각 제작하였다.
비교예 1
2종 호스트 대신 4,4'-디(9H-카바졸-9-일)바이페닐)(4,4'-di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl, CBP) 단독 호스트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
참고예 1
발광층 형성시 화합물 1-1 대신 화합물 E-1를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
참고예 2
발광층 형성시 화합물 1-1 대신 화합물 C-1를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가
실시예 1 내지 22, 비교예 1, 및 참고예 1 및 2에 따른 유기발광소자의 발광효율 및 수명특성을 평가하였다.
구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 1과 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 전류 효율(cd/A) 을 계산하였다.
(4) Roll-off 측정
상기 (3)의 특성수치 중 (Max 수치 - 6000cd/m2일때의 수치 / Max 수치)로 계산하여 효율의 하락폭을 %로 계산하였다
(5) 수명 측정
휘도(cd/m2)를 6000 cd/m2 로 유지하고 전류 효율(cd/A)이 97%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
제1 호스트 제2호스트 제1호스트:
제2호스트
(wt/wt)		 구동
전압
(V)		 발광
효율
(cd/A)		 Roll-off
(%)		 수명T97
(h)
실시예 1 1-1 B-136 3:7 3.98 46.3 13.5 158
실시예 2 1-2 B-136 3:7 3.77 47.8 14.8 175
실시예 3 1-3 B-136 3:7 3.71 46.8 15.0 171
실시예 4 1-7 B-136 3:7 4.07 47.9 10.1 177
실시예 5 1-10 B-136 3:7 4.01 46.4 11.4 167
실시예 6 1-17 B-136 3:7 3.89 43.1 14.5 141
실시예 7 1-18 B-136 3:7 3.73 44.2 15.4 164
실시예 8 1-19 B-136 3:7 3.69 44.5 15.6 159
실시예 9 1-23 B-136 3:7 4.00 44.7 11.3 167
실시예 10 1-26 B-136 3:7 3.96 44.0 11.9 156
실시예 11 1-34 B-136 3:7 4.21 47.0 8.7 128
실시예 12 1-39 B-136 3:7 4.13 45.0 9.3 131
실시예 13 1-54 B-136 3:7 3.96 46.8 9.7 173
실시예 14 1-2 B-98 3:7 3.85 46.4 12.0 170
실시예 15 1-3 B-98 3:7 3.64 48.2 13.7 172
실시예 16 1-7 B-98 3:7 3.58 47.3 13.9 174
실시예 17 1-2 B-129 3:7 3.89 46.6 13.0 174
실시예 18 1-3 B-129 3:7 3.82 47.8 14.6 173
실시예 19 1-7 B-129 3:7 3.76 47.2 14.4 175
실시예 20 1-2 B-137 3:7 3.85 47.3 12.9 170
실시예 21 1-3 B-137 3:7 3.75 48.1 14.1 177
실시예 22 1-7 B-137 3:7 3.72 47.5 13.8 178
비교예 1 CBP - - 5.21 35.1 5.3 105
참고예 1 E-1 B-136 3:7 4.31 42.2 - 125
참고 예 2 C-1 B-136 3:7 4.61 40.5 - 113
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 22에 따른 유기발광소자는 비교예 1, 참고예 1 및 2에 따른 유기발광소자와 비교하여 구동전압, 발광효율, 및 수명특성이 동시에 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200: 유기 발광 소자
105: 유기층
110: 음극
120: 양극
130: 발광층
140: 정공 보조층

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표현되는 적어도 1종의 제1 호스트 화합물; 및
    하기 화학식 2로 표현되는 적어도 1종의 제2 호스트 화합물
    을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00093

    상기 화학식 1에서,
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고,
    Ra, 및 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
    Ra는 각각 독립적으로 존재하거나, 인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
    L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고;
    [화학식 2]
    Figure pat00094

    상기 화학식 2에서,
    R4 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
    m은 0 내지 2의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 1 및 2의 "치환"이란, 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C4 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 또는 C2 내지 C18 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트 화합물은 하기 화학식 1-A, 화학식 1-B, 화학식 1-C, 화학식 1-D, 화학식 1-E, 화학식 1-F, 화학식 1-G 및 화학식 1-H 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1-A] [화학식 1-B]
    Figure pat00095
    Figure pat00096

    [화학식 1-C] [화학식 1-D]
    Figure pat00097
    Figure pat00098

    [화학식 1-E] [화학식 1-F]
    Figure pat00099
    Figure pat00100

    [화학식 1-G] [화학식 1-H]
    Figure pat00101
    Figure pat00102

    상기 화학식 1-A, 화학식 1-B, 화학식 1-C, 화학식 1-D, 화학식 1-E, 화학식 1-F, 화학식 1-G 및 화학식 1-H에서,
    Ra1 내지 Ra5, 및 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
    L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
    W는 O 또는 S이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트 화합물은 하기 화학식 1a 또는 1b로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1a] [화학식 1b]
    Figure pat00103
    Figure pat00104

    상기 화학식 1a 및 1b에서,
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 하나는 N이고,
    Ra, 및 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고,
    Ra는 각각 독립적으로 존재하거나, 인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
    L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기
    Figure pat00105
    은 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기에서 선택되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [그룹 Ⅰ]
    Figure pat00106

    상기 그룹 Ⅰ에서, *은 연결 지점이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 L은 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 이들의 조합인 유기 광전자 소자용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐기이고,
    상기 Ra는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이거나,
    인접한 Ra끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하는 유기 광전자 소자용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [그룹 1]
    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112

    Figure pat00113
    .
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸일기, 치환 또는 비치환된 이소퀴나졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 또는 이들의 조합인 유기 광전자 소자용 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 그룹 Ⅲ에 나열된 구조 중 하나이고,
    상기 *-Y1-Ar1, 및 *-Y2-Ar2은 하기 그룹 Ⅳ에 나열된 치환기 중 하나인 유기 광전자 소자용 조성물:
    [그룹 Ⅲ]
    Figure pat00114

    Figure pat00115

    [그룹 Ⅳ]
    Figure pat00116
    Figure pat00117

    Figure pat00118

    상기 그룹 Ⅲ 및 그룹 Ⅳ에서, *은 연결 지점이다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화학식 2는 상기 그룹 Ⅲ의 c-8 또는 c-17이고,
    상기 *-Y1-Ar1, 및 *-Y2-Ar2은 상기 그룹 Ⅳ의 B-1, B-2, B-3, 또는 B-16인 유기 광전자 소자용 조성물.
  11. 서로 마주하는 양극과 음극, 그리고
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고,
    상기 유기층은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유기층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기 광전자 소자용 조성물은 상기 발광층의 호스트로서 포함되는 유기 광전자 소자.
  14. 제11항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시장치.
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