KR20200038763A - 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 1 및 화학식 2의 조합으로 표현되는 제1 유기 광전자 소자용 화합물, 그리고 화학식 3으로 표현되는 제2 유기 광전자 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3]
Figure pat00296
Figure pat00297
Figure pat00298

상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, 각 치환기의 정의는 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 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 주목 받고 있다. 유기 발광 소자는 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 유기 발광 소자의 성능은 전극 사이에 위치하는 유기 재료에 의해 많은 영향을 받는다.
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기광전자소자용 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1 및 화학식 2의 조합으로 표현되는 제1 유기 광전자 소자용 화합물, 그리고 하기 화학식 3으로 표현되는 제2 유기 광전자 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
[화학식 1] [화학식 2]
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
X는 O 또는 S이고,
a1* 내지 a4* 중 인접한 둘은 각각 b1* 및 b2*와 연결되고,
a1* 내지 a4* 중 b1* 및 b2*와 연결되지 않은 나머지는 각각 독립적으로 C-La-Ra 이고,
La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Ra 및 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표현되는 기이고,
[화학식 a]
Figure pat00003
상기 화학식 a에서,
Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
*은 L1 내지 L4와의 연결 지점이고;
[화학식 3]
Figure pat00004
상기 화학식 3에서,
L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
Ar 및 R7 내지 R10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
[화학식 b]
Figure pat00005
상기 화학식 b에서,
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
*는 L5 내지 L9와의 연결 지점이다.
다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 양극과 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 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 각각 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 헤테로아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C10 트리플루오로알킬기, 시아노기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 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 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C20 알킬기, C6 내지 C30 아릴기, 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 피리디닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 디벤조퓨란일기, 디벤조티오펜일기 또는 카바졸일기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 메틸기, 에틸기, 프로판일기, 부틸기, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 트리페닐기, 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기로 치환된 것을 의미한다.
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 "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 고리, 예컨대 플루오레닐기 등을 포함할 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 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 2 이상의 헤테로아릴기는 시그마 결합을 통하여 직접 연결되거나, 상기 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.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 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 o-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는, 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 피리딜기, 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 디벤조퓨란일기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, "인접한 기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 또는 다환식 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 또는 다환식 헤테로고리를 형성"이란, 방향족 고리 또는 방향족 헤테로고리에 연결기 없이 단일결합으로 직접 치환된 임의의 두 치환기가 인접할 때 서로 연결되어 추가 고리를 형성하는 것을 의미한다.
일 예로, 인접한 기가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 또는 다환식 추가 고리를 형성할 수 있고, 구체적인 일 예로 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 추가 고리를 형성할 수 있다.
예컨대 카바졸의 벤젠 고리에 직접 치환된 임의의 두 치환기는 서로 연결되어 추가 고리를 형성함으로써 상기 카바졸의 벤젠 고리와 함께 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸기를 형성할 수 있다.
또한, 함질소 육각 고리에 직접 치환된 임의의 두 치환기는 서로 연결되어 추가 고리를 형성함으로써 상기 함질소 육각 고리와 함께 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기를 형성할 수 있다.
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 유기광전자소자용 조성물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기광전자소자용 조성물은 정공 특성을 가진 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 전자 특성을 가진 제2 유기 광전자 소자용 화합물을 포함한다.
제1 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1 및 화학식 2의 조합으로 표현된다.
[화학식 1] [화학식 2]
Figure pat00006
Figure pat00007
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
X는 O 또는 S이고,
a1* 내지 a4* 중 인접한 둘은 각각 b1* 및 b2*와 연결되고,
a1* 내지 a4* 중 b1* 및 b2*와 연결되지 않은 나머지는 각각 독립적으로 C-La-Ra 이고,
La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Ra 및 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표현되는 기이고,
[화학식 a]
Figure pat00008
상기 화학식 a에서,
Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
*은 L1 내지 L4와의 연결 지점이다.
제1 유기 광전자 소자용 화합물은 6원환-5원환-6원환-5원환-6원환이 융합된 융합헤테로고리에 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 치환된 아민이 연결된 구조를 가짐으로써 HOMO 전자 구름이 아민으로부터 융합헤테로고리로 확장됨으로써 높은 HOMO 에너지를 갖게 되어 정공 주입 및 전달 특성이 우수하다.
또한 6원환-5원환-6원환-5원환-6원환이 융합된 융합헤테로고리는 바이카바졸 및 인돌로카바졸에 비하여 상대적으로 높은 HOMO 에너지를 갖기 때문에 상기 융합헤테로고리에 아민이 연결된 구조를 적용함으로써 낮은 구동 전압을 갖는 소자를 구현할 수 있다.
뿐만 아니라 바이카바졸 및 인돌로카바졸은 높은 T1 에너지를 가지므로 Red host로서 적합하지 않은 반면에, 상기 융합헤테로고리에 아민이 연결된 구조는 Red host로서 적합한 T1 에너지를 갖는다.
한편, 상기 융합헤테로고리를 포함함에 따라 분자 내 대칭성이 감소되어 화합물 간 결정화가 억제될 수 있으므로, 소자 제작 과정에서 재료의 증착 시 화합물의 결정화로 인해 발생되는 암점 형성이 억제될 수 있고, 이에 따라 소자의 수명이 개선될 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 제1 유기 광전자 소자용 화합물이 적용된 소자는 고효율/장수명 특성이 구현될 수 있다.
한편 제2 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 포함되어 양호한 계면 특성 및 정공과 전자의 수송 능력을 나타내어 이를 적용한 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
일 예로, Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일결합이거나 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴렌기일 수 있다.
예컨대, Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있다.
일 예로, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 1 및 2의 조합으로 표현되는 융합고리일 수 있다.
구체적인 일 예로, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 1 및 2의 조합으로 표현되는 융합고리일 수 있다.
예컨대, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다.
일 예로, La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.
구체적인 일 예로, La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
예컨대, La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기일 수 있다.
일 예로, Ra 및 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기일 수 있다.
예컨대, Ra 및 R1 내지 R4는 각각 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, R5 및 R6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기일 수 있다.
예컨대, R5 및 R6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기일 수 있다.
일 예로, 상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물은 화학식 1 및 화학식 2의 융합 위치에 따라 예컨대 하기 화학식 1A 내지 화학식 1F 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1A] [화학식 1B] [화학식 1C]
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
[화학식 1D] [화학식 1E] [화학식 1F]
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
상기 화학식 1A 내지 화학식 1F에서, X, La 및 L1 내지 L4, 그리고 Ra 및 R1 내지 R6은 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 1A는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1A-1 또는 화학식 1A-2로 표현될 수 있다.
[화학식 1A-1] [화학식 1A-2]
Figure pat00015
Figure pat00016
상기 화학식 1A-1 및 화학식 1A-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1A-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1A-1-1 내지 화학식 1A-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1A-1-1] [화학식 1A-1-2]
Figure pat00017
Figure pat00018
[화학식 1A-1-3] [화학식 1A-1-4]
Figure pat00019
Figure pat00020
상기 화학식 1A-1-1 내지 화학식 1A-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1A-2는 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1A-2-1 내지 화학식 1A-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1A-2-1] [화학식 1A-2-2]
Figure pat00021
Figure pat00022
[화학식 1A-2-3] [화학식 1A-2-4]
Figure pat00023
Figure pat00024
상기 화학식 1A-2-1 내지 화학식 1A-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1A는 상기 화학식 1A-1-1, 화학식 1A-2-2 및 화학식 1A-2-3 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 1B는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1B-1 또는 화학식 1B-2로 표현될 수 있다.
[화학식 1B-1] [화학식 1B-2]
Figure pat00025
Figure pat00026
상기 화학식 1B-1 및 화학식 1B-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1B-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1B-1-1 내지 화학식 1B-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1B-1-1] [화학식 1B-1-2]
Figure pat00027
Figure pat00028
[화학식 1B-1-3] [화학식 1B-1-4]
Figure pat00029
Figure pat00030
상기 화학식 1B-1-1 내지 화학식 1B-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 1B-2는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 위치에 따라 하기 화학식 1B-2-1 내지 화학식 1B-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1B-2-1] [화학식 1B-2-2]
Figure pat00031
Figure pat00032
[화학식 1B-2-3] [화학식 1B-2-4]
Figure pat00033
Figure pat00034
상기 화학식 1B-2-1 내지 화학식 1B-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1B는 상기 화학식 1B-1-1, 화학식 1B-2-2 및 화학식 1B-2-3 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 1C는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1C-1 또는 화학식 1C-2로 표현될 수 있다.
[화학식 1C-1] [화학식 1C-2]
Figure pat00035
Figure pat00036
상기 화학식 1C-1 및 화학식 1C-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1C-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1C-1-1 내지 화학식 1C-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1C-1-1] [화학식 1C-1-2] [화학식 1C-1-3]
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
[화학식 1C-1-4]
Figure pat00040
상기 화학식 1C-1-1 내지 화학식 1C-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1C-2는 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1C-2-1 내지 화학식 1C-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1C-2-1] [화학식 1C-2-2] [화학식 1C-2-3] [화학식 1C-2-4]
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
상기 화학식 1C-2-1 내지 화학식 1C-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, Ra 및 R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1C는 상기 화학식 1C-1-1, 화학식 1C-2-2 및 화학식 1C-2-3 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 1D는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1D-1 또는 화학식 1D-2로 표현될 수 있다.
[화학식 1D-1] [화학식 1D-2]
Figure pat00045
Figure pat00046
상기 화학식 1D-1 및 화학식 1D-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1D-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1D-1-1 내지 화학식 1D-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1D-1-1] [화학식 1D-1-2]
Figure pat00047
Figure pat00048
[화학식 1D-1-3] [화학식 1D-1-4]
Figure pat00049
Figure pat00050
상기 화학식 1D-1-1 내지 화학식 1D-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1D-2는 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1D-2-1 내지 화학식 1D-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1D-2-1] [화학식 1D-2-2]
Figure pat00051
Figure pat00052
[화학식 1D-2-3] [화학식 1D-2-4]
Figure pat00053
Figure pat00054
상기 화학식 1D-2-1 내지 화학식 1D-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1D는 상기 화학식 1D-1-1, 화학식 1D-2-2 및 화학식 1D-2-3 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 1E는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1E-1 또는 화학식 1E-2 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1E-1] [화학식 1E-2]
Figure pat00055
Figure pat00056
상기 화학식 1E-1 및 화학식 1E-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1E-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1E-1-1 내지 화학식 1E-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1E-1-1] [화학식 1E-1-2] [화학식 1E-1-3] [화학식 1E-1-4]
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
상기 화학식 1E-1-1 내지 화학식 1E-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1E-2는 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1E-2-1 내지 화학식 1E-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1E-2-1] [화학식 1E-2-2] [화학식 1E-2-3] [화학식 1E-2-4]
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
상기 화학식 1E-2-1 내지 화학식 1E-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1E는 상기 화학식 1E-1-1 내지 화학식 1E-1-4 및 화학식 1E-2-1 내지 화학식 1E-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 1F는 화학식 a로 표현되는 기의 치환 방향에 따라 하기 화학식 1F-1 또는 화학식 1F-2로 표현될 수 있다.
[화학식 1F-1] [화학식 1F-2]
Figure pat00065
Figure pat00066
상기 화학식 1F-1 및 화학식 1F-2에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1F-1은 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1F-1-1 내지 화학식 1F-1-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1F-1-1] [화학식 1F-1-2]
Figure pat00067
Figure pat00068
[화학식 1F-1-3] [화학식 1F-1-4]
Figure pat00069
Figure pat00070
상기 화학식 1F-1-1 내지 화학식 1F-1-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
예컨대, 상기 화학식 1F-2는 화학식 a로 표현되는 기의 구체적인 치환 위치에 따라 하기 화학식 1F-2-1 내지 화학식 1F-2-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1F-2-1] [화학식 1F-2-2]
Figure pat00071
Figure pat00072
[화학식 1F-2-3] [화학식 1F-2-4]
Figure pat00073
Figure pat00074
상기 화학식 1F-2-1 내지 화학식 1F-2-4에서, X, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4, R1 내지 R6, 그리고 Rb 및 Rc는 전술한 바와 같다.
일 실시예에서, 화학식 1F는 상기 화학식 1F-1-1, 화학식 1F-2-2 및 화학식 1F-2-3 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 제1 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 1E-1-1 또는 화학식 1E-2-2로 표현될 수 있고, 예컨대 상기 화학식 1E-2-2로 표현될 수 있다.
제1 유기 광전자 소자용 화합물은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
[A-1] [A-2] [A-3] [A-4]
Figure pat00075
[A-5] [A-6] [A-7]
Figure pat00076
[A-8] [A-9]
Figure pat00077
Figure pat00078
[A-10] [A-11] [A-12]
Figure pat00079
[A-13] [A-14] [A-15]
Figure pat00080
[A-16] [A-17]
Figure pat00081
Figure pat00082
[A-18] [A-19] [A-20]
Figure pat00083
[A-21] [A-22]
Figure pat00084
[A-23] [A-24] [A-25] [A-26]
Figure pat00085
Figure pat00086
[A-27] [A-28] [A-29] [A-30]
Figure pat00087
[A-31] [A-32] [A-33] [A-34]
Figure pat00088
Figure pat00089
[A-35] [A-36] [A-37] [A-38]
Figure pat00090
Figure pat00091
[A-39] [A-40]
Figure pat00092
[A-41] [A-42] [A-43] [A-44]
Figure pat00093
[A-45] [A-46] [A-47] [A-48]
Figure pat00094
Figure pat00095
[A-49] [A-50] [A-51] [A-52]
Figure pat00096
Figure pat00097
[A-53] [A-54] [A-55] [A-56] [A-57]
Figure pat00098
[A-58] [A-59] [A-60]
Figure pat00099
[A-61] [A-62] [A-63] [A-64]
Figure pat00100
[A-65] [A-66] [A-67] [A-68]
Figure pat00101
[A-69] [A-70] [A-71] [A-72]
Figure pat00102
Figure pat00103
[A-73] [A-74] [A-75] [A-76]
Figure pat00104
[A-77] [A-78] [A-79] [A-80]
Figure pat00105
[A-81] [A-82] [A-83]
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
[A-84] [A-85] [A-86]
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111
[A-87] [A-88] [A-89]
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
[A-90] [A-91] [A-92] [A-93]
Figure pat00115
Figure pat00116
Figure pat00117
[A-94] [A-95] [A-96] [A-97]
Figure pat00118
[A-98] [A-99] [A-100] [A-101]
Figure pat00119
[A-102] [A-103] [A-104] [A-105]
Figure pat00120
[A-106] [A-107] [A-108] [A-109]
Figure pat00121
[A-110] [A-111] [A-112] [A-113]
Figure pat00122
[A-114] [A-115] [A-116] [A-117]
Figure pat00123
[A-118] [A-119] [A-120] [A-121]
Figure pat00124
[A-122] [A-123] [A-124] [A-125]
Figure pat00125
[A-126] [A-127] [A-128] [A-129]
Figure pat00126
[A-130] [A-131] [A-132] [A-133]
Figure pat00127
[A-134] [A-135] [A-136] [A-137]
Figure pat00128
[A-138] [A-139] [A-140] [A-141]
Figure pat00129
[A-142] [A-143] [A-144] [A-145]
Figure pat00130
[A-146] [A-147] [A-148] [A-149]
Figure pat00131
[A-150] [A-151] [A-152] [A-153]
Figure pat00132
[A-154] [A-155] [A-156] [A-157]
Figure pat00133
[A-158] [A-159] [A-160] [A-161]
Figure pat00134
[A-162] [A-163] [A-164] [A-165]
Figure pat00135
제2 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 3으로 표현된다.
[화학식 3]
Figure pat00136
상기 화학식 3에서,
L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
Ar 및 R7 내지 R10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
[화학식 b]
Figure pat00137
상기 화학식 b에서,
Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
*는 L5 내지 L9와의 연결 지점이다.
제2 유기 광전자 소자용 화합물은 정공과 전자를 모두 받을 수 있는 특성, 즉 바이폴라 특성을 가지는 화합물로, 구체적으로 상기 화학식 3으로 표현되는 카바졸 코어에 적어도 2개의 질소를 함유하는 고리, 예컨대 피리미딘 또는 트리아진 등이 치환된 구조를 가짐으로써 분자량 대비 유리 전이 온도가 향상되는 효과가 있으므로, 내열성이 확보될 수 있다.
또한, 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 빠르고 안정한 전자 전달 특성을 가지므로, 빠르고 안정한 정공 전달 특성을 갖는 전술한 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 포함되어 소자 내 정공과 전자의 균형을 맞출 수 있고, 이에 따라 이를 적용한 유기 광전자 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
일 예로, L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 일 수 있다.
일 예로, L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일렌기, 치환 또는 비치환된 융합디벤조퓨란일렌기, 치환 또는 비치환된 융합디벤조티오펜일렌기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
예컨대 L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 m-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 터페닐렌기일 수 있다.
일 예로, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 상기 화학식 b로 표현되는 기 또는 이들의 조합일 수 있다.
예컨대 Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기 또는 상기 화학식 b로 표현되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 상기 화학식 b로 표현되는 기 또는 이들의 조합일 수 있다.
예컨대 R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 b로 표현되는 기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 b로 표현되는 기의 결합 위치에 따라 예컨대 하기 하기 화학식 3A 내지 화학식 3R 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3A] [화학식 3B] [화학식 3C]
Figure pat00138
Figure pat00139
Figure pat00140
[화학식 3D] [화학식 3E] [화학식 3F]
Figure pat00141
Figure pat00142
Figure pat00143
[화학식 3G] [화학식 3H] [화학식 3I]
Figure pat00144
Figure pat00145
Figure pat00146
[화학식 3J] [화학식 3K] [화학식 3L]
Figure pat00147
Figure pat00148
Figure pat00149
[화학식 3M] [화학식 3N] [화학식 3O]
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
[화학식 3P] [화학식 3Q] [화학식 3R]
Figure pat00153
Figure pat00154
Figure pat00155
상기 화학식 3A 내지 화학식 3R에서, L5 내지 L9, Ar, R7 내지 R10, Z1 내지 Z5는 전술한 바와 같고,
L10은 전술한 L1 내지 L9의 정의와 같고,
Re, Rf, Rg, Rh, Ri 및 Rj는 전술한 R7 내지 R10의 정의와 같으며,
Z1a 내지 Z5a 및 Z1b 내지 Z5b는 전술한 Z1 내지 Z5의 정의와 같다.
일 예로 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
예컨대 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일렌기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일렌기일 수 있다.
예컨대 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 m-페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로 Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
예컨대 Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기일 수 있다.
예컨대 Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 m-바이페닐기, 치환 또는 비치환된 p-바이페닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성할 수 있다.
일 예로, 화학식 b로 표현되는 기에서 Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고, Rd는 각각 독립적으로 존재할 수 있다.
일 예로, 화학식 b로 표현되는 기는 치환 또는 비치환된 피리미디닐기 또는 치환 또는 비치환된 트리아지닐기일 수 있다.
예컨대, Z1 및 Z3이 N이고, Z2, Z4 및 Z5가 각각 독립적으로 C-Ld-Rd이거나; Z3 및 Z5가 N이고, Z1, Z2 및 Z4가 각각 독립적으로 C-Ld-Rd이거나; 또는 Z2 및 Z4가 N이고, Z1, Z3 및 Z5가 각각 독립적으로 C-Ld-Rd 일 수 있다. 이 경우, Ld 및 Rd는 전술한 바와 같다.
예컨대, Z1, Z3 및 Z5가 N이고, Z2 및 Z4는 각각 독립적으로 C-Ld-Rd 일 수 있다. 이 경우, Ld 및 Rd는 전술한 바와 같다.
일 예로, 화학식 b로 표현되는 기에서 Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고, 인접한 Rd는 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 헤테로고리를 형성할 수 있다.
이 경우, 화학식 b로 표현되는 기는 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기 또는 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기일 수 있다.
예컨대, Z3 및 Z4는 각각 C-Rd이고 인접한 Rd는 연결되어 벤젠 고리를 형성하고 Z1, Z2 및 Z5 중 어느 둘은 N일 수 있다.
예컨대, Z3 및 Z4는 각각 C-Rd이고 인접한 Rd는 연결되어 벤젠 고리를 형성하고 Z1, Z2 및 Z5은 각각 N일 수 있다.
예컨대, Z3 및 Z4는 각각 C-Rd이고 인접한 Rd는 연결되어 벤젠 고리를 형성하고 Z1, Z2 및 Z5이 각각 N일 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 b는 하기 화학식 b-1 내지 b-5 중 어느 하나로 표현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 b-1] [화학식 b-2] [화학식 b-3]
Figure pat00156
Figure pat00157
Figure pat00158
[화학식 b-4] [화학식 b-5]
Figure pat00159
Figure pat00160
상기 화학식 b-1 내지 화학식 b-5에서, Ld2 내지 Ld5, 그리고 Le1 및 Le2는 전술한 Ld의 정의와 같고, Rd1 내지 Rd5, Rk1 및 Rk2는 전술한 Rd의 정의와 같다.
구체적인 일 예로 상기 화학식 b로 표현되는 기는 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기 또는 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기일 수 있다.
더욱 구체적인 일 예로 상기 화학식 b는 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
[그룹 Ⅰ]
Figure pat00161
일 예로, 상기 화학식 3A는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3A-1 내지 화학식 3A-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3A-1] [화학식 3A-2]
Figure pat00162
Figure pat00163
[화학식 3A-3] [화학식 3A-4]
Figure pat00164
Figure pat00165
상기 화학식 3A-1 내지 화학식 3A-4에서, L5 내지 L9, Ar, R7 내지 R10, Z1 내지 Z5는 전술한 바와 같다.
예컨대, 화학식 3A는 상기 화학식 3A-2 또는 화학식 3A-4로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 3C는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3C-1 내지 화학식 3C-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3C-1] [화학식 3C-2] [화학식 3C-3] [화학식 3C-4]
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
상기 화학식 3C-1 내지 화학식 3C-4에서, L5 내지 L9, R8 내지 R10, Z1a 내지 Z5a, 및 Z1b 내지 Z5b는 전술한 바와 같다.
예컨대, 화학식 3C는 상기 화학식 3C-1 또는 화학식 3C-4로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 3E는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3E-1 내지 화학식 3E-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3E-1] [화학식 3E-2]
Figure pat00170
Figure pat00171
[화학식 3E-3] [화학식 3E-4]
Figure pat00172
Figure pat00173
상기 화학식 3E-1 내지 화학식 3E-4에서, L7 내지 L10, R9, R10, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
예컨대, 화학식 3E는 상기 화학식 3E-2로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 3F는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3F-1 내지 화학식 3F-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3F-1] [화학식 3F-2]
Figure pat00174
Figure pat00175
[화학식 3F-3] [화학식 3F-4]
Figure pat00176
Figure pat00177
상기 화학식 3F-1 내지 화학식 3F-4에서, L7 내지 L9, R10, Re, Rf, Rg, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
예컨대, 화학식 3F는 상기 화학식 3F-3 또는 화학식 3F-4로 표현될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 3H는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3H-1 내지 화학식 3H-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3H-1] [화학식 3H-2]
Figure pat00178
Figure pat00179
[화학식 3H-3] [화학식 3H-4]
Figure pat00180
Figure pat00181
상기 화학식 3H-1 내지 화학식 3H-4에서, L7 내지 L10, Re, Rf, R9, R10, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 3I는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3I-1 내지 화학식 3I-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3I-1] [화학식 3I-2]
Figure pat00182
Figure pat00183
[화학식 3I-3] [화학식 3I-4]
Figure pat00184
Figure pat00185
상기 화학식 3I-1 내지 화학식 3I-4에서, L7 내지 L9, Re, Rf, Rg, R10, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 3K는 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3K-1 내지 화학식 3K-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3K-1] [화학식 3K-2]
Figure pat00186
Figure pat00187
[화학식 3K-3] [화학식 3K-4]
Figure pat00188
Figure pat00189
상기 화학식 3K-1 내지 화학식 3K-4에서, L7 내지 L9, R9, R10, Re, Rf, Rg, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 3L은 상기 화학식 b로 표현되는 기의 구체적인 결합 위치에 따라 하기 화학식 3L-1 내지 화학식 3L-4 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 3L-1] [화학식 3L-2]
Figure pat00190
Figure pat00191
[화학식 3L-3] [화학식 3L-4]
Figure pat00192
Figure pat00193
상기 화학식 3L-1 내지 화학식 3L-4에서, L7 내지 L9, R10, Re, Rf, Rg, Z1 내지 Z5, 및 Ar은 전술한 바와 같다.
예컨대, 화학식 3L은 상기 화학식 3L-4로 표현될 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 3A, 화학식 3B, 화학식 3E 및 화학식 3J 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
더욱 구체적인 일 실시예에서, 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 3A-2, 화학식 3B, 화학식 3E-2 및 화학식 3J 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
제2 유기 광전자 소자용 화합물은 예컨대 하기 그룹 2에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
Figure pat00194
Figure pat00195
Figure pat00196
Figure pat00197
Figure pat00198
Figure pat00199
Figure pat00200
Figure pat00201
Figure pat00202
Figure pat00203
Figure pat00204
Figure pat00205
Figure pat00206
Figure pat00207
Figure pat00208
Figure pat00209
Figure pat00210
Figure pat00211
제1 유기 광전자 소자용 화합물과 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 예컨대 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 제1 화합물의 정공 수송 능력과 제2 화합물의 전자 수송 능력을 이용해 적절한 중량비를 맞추어 바이폴라 특성을 구현하여 효율과 수명을 개선할 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 10:90 내지 90:10, 약 20:80 내지 80:20, 약 30:70 내지 70:30, 약 40:60 내지 60:40 또는 약 50:50의 중량비로 포함될 수 있다. 일 예로, 50:50 내지 60:40의 중량비로 포함될 수 있으며, 예컨대, 50:50 또는 60:40의 중량비로 포함될 수 있다.
일 예로 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 상기 화학식 1E-2-2로 표현되는 화합물을 제1 유기 광전자 소자용 화합물로서 포함하고, 상기 화학식 3A-2, 화학식 3B, 화학식 3E-2 및 화학식 3J 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 제2 유기 광전자 소자용 화합물로서 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1E-2-2에서, La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이고, Ra, R1, R2 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기이고, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 1 및 화학식 2의 조합으로 표현되는 융합고리일 수 있으며, R5 및 R6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기일 수 있다.
상기 화학식 3A, 화학식 3B, 화학식 3E 및 화학식 3J에서, L5 내지 L10은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이고, Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고, R7 내지 R10, Re, Rf 및 Rg는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기일 수 있다.
또한, Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고, Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고, Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴렌기이고, Rd는 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기일 수 있다.
조성물은 전술한 제1 유기 광전자 소자용 화합물 및 제2 유기 광전자 소자용 화합물 외에 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
조성물은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트는 예컨대 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색, 녹색 또는 청색의 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색 인광 도펀트일 수 있다.
도펀트는 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 제2 유기 광전자 소자용 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. 도펀트는 예컨대 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며, 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
도펀트의 일 예로 인광 도펀트를 들 수 있으며, 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. 인광 도펀트는 예컨대 하기 화학식 Z로 표현되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 Z]
L11MX
상기 화학식 Z에서, M은 금속이고, L11 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 L11 및 X는 예컨대 바이덴테이트 리간드일 수 있다.
조성물은 화학기상증착과 같은 건식 성막법에 의해 형성될 수 있다.
이하 상술한 조성물을 적용한 유기 광전자 소자를 설명한다.
유기 광전자 소자는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼 등을 들 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.
유기층(105)은 전술한 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 발광층(130)을 포함한다.
발광층(130)은 예컨대 전술한 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
전술한 유기 광전자 소자용 조성물은 예컨대 적색 발광 조성물일 수 있다.
발광층(130)은 예컨대 전술한 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 제2 유기 광전자 소자용 화합물을 각각 인광 호스트로서 포함할 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.
상기 정공 보조층(140)은 예컨대 하기 그룹 E에 나열된 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 정공 보조층(140)은 양극(120)과 발광층(130) 사이의 정공 수송층, 및 상기 발광층(130)과 상기 정공 수송층 사이의 정공 수송 보조층을 포함할 수 있고, 하기 그룹 E에 나열된 화합물 중 적어도 하나는 상기 정공 수송 보조층에 포함될 수 있다.
[그룹 E]
Figure pat00212
Figure pat00213
Figure pat00214
상기 정공 수송 보조층에는 전술한 화합물 외에도 US5061569A, JP1993-009471A, WO1995-009147A1, JP1995-126615A, JP1998-095973A 등에 기재된 공지의 화합물 및 이와 유사한 구조의 화합물도 사용될 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.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 합성예에서 사용된 출발물질 및 반응물질은 특별한 언급이 없는 한, Sigma-Aldrich 社, TCI 社, tokyo chemical industry 또는 P&H tech에서 구입하였거나, 공지된 방법을 통해 합성하였다.
하기 합성 중간체의 경우 KR10-1423173 B1 특허 등을 참고하여 합성하였다.
Figure pat00215
Figure pat00216
Figure pat00217
Figure pat00218
Figure pat00219
Figure pat00220
Figure pat00221
(제1 유기 광전자 소자용 화합물의 제조)
합성예 1: 화합물 A-51의 제조
[반응식 1]
Figure pat00222
중간체 M-3 5.0 g (15.68　mmol)과 중간체 A 5.04　g (15.68　mmol), 소디움 t-부톡사이드(sodium t-butoxide) 4.52　g (47.95　mmol), Tri-tert-부틸포스핀(butylphosphine) 0.1g (0.47　mmol)을 톨루엔 200　ml에 용해 시키고, Pd(dba)2　0.27 g (0.47　mmol) 을 넣은 후 질소 분위기 하에서 12시간 동안 환류 교반 시킨다. 반응 종료 후 톨루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 무수황산마그네슘　으로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 생성물을　노말헥산/디클로로메탄(2:1　부피비)으로 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 A-51을 흰색 고체로 7.8 g (수율 82.3 %)을 수득하였다.
계산값: C, 89.52; H, 5.51; N, 2.32; O, 2.65
분석값: C, 89.51; H, 5.52; N, 2.32; O, 2.65
합성예 2: 화합물 A-81의 제조
[반응식 2]
Figure pat00223
상기 중간체 M-3 및 중간체 B를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-81을 합성하였다 (7.8 g, 수율 80.5 %).
계산값: C, 89.40; H, 5.41; N, 2.42; O, 2.77
분석값: C, 89.42; H, 5.39; N, 2.42; O, 2.77
합성예 3: 화합물 A-82의 제조
[반응식 3]
Figure pat00224
상기 중간체 M-3 및 중간체 C를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-82를 합성하였다 (9.2 g, 수율 86.2 %).
계산값: C, 90.10; H, 5.49; N, 2.06; O, 2.35
분석값: C, 90.12; H, 5.47; N, 2.06; O, 2.35
합성예 4: 화합물 A-55의 제조
[반응식 4]
Figure pat00225
상기 중간체 M-3 및 중간체 D를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-55를 합성하였다 (8.6 g, 수율 85.1 %).
계산값: C, 89.55; H, 5.79; N, 2.18; O, 2.49
분석값: C, 89.56; H, 5.78; N, 2.18; O, 2.49
합성예 5: 화합물 A-69의 제조
[반응식 5]
Figure pat00226
상기 중간체 M-3 및 중간체 E를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-69를 합성하였다 (10.5 g, 수율 87 %).
계산값: C, 89.03; H, 5.24; N, 3.64; O, 2.08
분석값: C, 89.01; H, 5.26; N, 3.64; O, 2.08
합성예 6: 화합물 A-75의 제조
[반응식 6]
Figure pat00227
상기 중간체 M-3 및 중간체 F를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-75를 합성하였다 (10.7 g, 수율 87 %).
계산값: C, 87.33; H, 4.76; N, 1.79; O, 6.12
분석값: C, 87.31; H, 4.78; N, 1.79; O, 6.12
합성예 7: 화합물 A-77의 제조
[반응식 7]
Figure pat00228
상기 중간체 M-3 및 중간체 G를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-77을 합성하였다 (10.4 g, 수율 81.2 %).
계산값: C, 83.89; H, 4.57; N, 1.72; O, 1.96; S, 7.86
분석값: C, 83.86; H, 4.59; N, 1.72; O, 1.96; S, 7.86
합성예 8: 화합물 A-79의 제조
[반응식 8]
Figure pat00229
상기 중간체 M-3 및 중간체 H를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-79를 합성하였다 (10.8 g, 수율 86 %).
계산값: C, 85.58; H, 4.66; N, 1.75; O, 4.00; S, 4.01
분석값: C, 85.59; H, 4.67; N, 1.75; O, 4.00; S, 4.01
합성예 9:　화합물 A-83의 제조
[반응식 9]
Figure pat00230
상기 중간체 M-3 및 중간체 I를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-83을 합성하였다 (9.4 g, 수율 81.6 %).
계산값: C, 88.37; H, 5.36; N, 1.91; O, 4.36
분석값: C, 88.35; H, 5.38; N, 1.91; O, 4.36
합성예 10:　화합물 A-84의 제조
[반응식 10]
Figure pat00231
상기 중간체 M-3 및 중간체 J를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-84를 합성하였다 (10.4 g, 수율 76.7 %).
계산값: C, 87.57; H, 5.25; N, 1.62; O, 5.56
분석값: C, 87.59; H, 5.23; N, 1.62; O, 5.56
합성예 11:　화합물 A-52의 제조
[반응식 11]
Figure pat00232
상기 중간체 M-40 및 중간체 A를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-52를 합성하였다 (7.3 g, 수율 88.8 %).
계산값: C, 90.75; H, 5.12; N, 1.92; O, 2.20
분석값: C, 90.73; H, 5.14; N, 1.92; O, 2.20
합성예 12:　화합물 A-53의 제조
[반응식 12]
Figure pat00233
상기 중간체 M-6 및 중간체 A를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-53을 합성하였다 (7.5 g, 수율 81 %).
계산값: C, 87.20; H, 5.37; N, 2.26; S, 5.17
분석값: C, 87.22; H, 5.35; N, 2.26; S, 5.17
합성예 13:　화합물 A-86의 제조
[반응식 13]
Figure pat00234
상기 중간체 M-6 및 중간체 B를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-86을 합성하였다 (7.6 g, 수율 85.7 %).
계산값: C, 86.98; H, 5.26; N, 2.36; S, 5.40
분석값: C, 86.99; H, 5.25; N, 2.36; S, 5.40
합성예 14:　화합물 A-87의 제조
[반응식 14]
Figure pat00235
상기 중간체 M-6 및 중간체 C를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-87을 합성하였다 (8.2 g, 수율 78.9 %).
계산값: C, 88.02; H, 5.36; N, 2.01; S, 4.61
분석값: C, 88.00; H, 5.38; N, 2.01; S, 4.61
합성예 15:　화합물 A-58의 제조
[반응식 15]
Figure pat00236
상기 중간체 M-6 및 중간체 D를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-58을 합성하였다 (8.4 g, 수율 85.2 %).
계산값: C, 87.37; H, 5.65; N, 2.12; S, 4.86
분석값: C, 87.35; H, 5.67; N, 2.12; S, 4.86
합성예 16:　화합물 A-27의 제조
[반응식 16]
Figure pat00237
상기 중간체 M-11 및 중간체 A를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-27을 합성하였다 (7.3 g, 수율 84.8 %).
계산값: C, 90.10; H, 5.49; N, 2.06; O, 2.35
분석값: C, 90.12; H, 5.47; N, 2.06; O, 2.35
합성예 17:　화합물 A-29의 제조
[반응식 17]
Figure pat00238
상기 중간체 M-16 및 중간체 A를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-29를 합성하였다 (7.1 g, 수율 83.8 %).
계산값: C, 88.02; H, 5.36; N, 2.01; S, 4.61
분석값: C, 88.04; H, 5.34; N, 2.01; S, 4.61
합성예 18: 화합물 A-92의 합성
[반응식 18]
Figure pat00239
상기 중간체 M-3 및 중간체 K를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-92를 합성하였다.
LC/MS calculated for: C43H31NO Exact Mass: 577.24 found for 577.77 [M+H]
합성예 19: 화합물 A-93의 합성
[반응식 19]
Figure pat00240
상기 중간체 M-6 및 중간체 K를 1:1 당량비로 사용한 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 화합물 A-93을 합성하였다.
LC/MS calculated for: C43H31NS Exact Mass: 593.22 found for 593.78 [M+H]
비교합성예 1: 비교화합물 1의 합성
[반응식 20]
Figure pat00241
질소 환경에서 상기 화합물 Biphenylcarbazolyl bromide (9.97 g, 30.95　mmol)을 Toluene 200 mL에 녹인 후, biphenylcarbazolylboronic acid (12.37 g, 34.05 mmol) 와 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(1.07 g, 0.93 mmmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 potassuim carbonate(12.83 g, 92.86 mmol)을 넣고 90℃에서 12시간 동안 가열하여 환류시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgSO4로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 플래시 컬럼 크로마토그래피로 분리 정제하여 비교화합물 1 (16 g, 92 　%)을 얻었다.
LC/MS calculated for: C42H28N2 Exact Mass: 560.69 found for 560.73 [M+H]
비교합성예 2: 비교화합물 2의 합성
[반응식 21]
Figure pat00242
KR2018-0046910의 비교합성예 3과 동일한 방법으로, 비교화합물 2를 합성하였다.
(제2 유기 광전자 소자용 화합물의 제조)
합성예 20: 화합물 B-12의 합성
[반응식 22]
Figure pat00243
a) 중간체 B-12-1의 합성
Carbazole(35 g, 209.3 mmol), 1-bromo-4-chloro-benzene(60.11 g 313.98 mmol), CuI (3.99 g, 20.9 mmol), K2CO3 (43.39 g, 313.98 mmol), 1,10-phenanthroline (3.77 g, 20.9 mmol)을 환저플라스크에 넣고 DMF(700 ml)에 녹인다. 180℃에서 18 시간 동안 교반한다. 반응이 종료되면 반응용매를 감압 하에서 제거한 후 디클로로메탄에 용해 후 실리카겔 여과한다. 디클로로메탄 농축 후 헥산으로 재결정하여 중간체 B-12-1를 40.0 g (68.8 %) 수득하였다.
b) 중간체 B-12-2의 합성
중간체 B-12-1 (40 g, 144 mmol), Bis(pinacolato)diboron (54.86 g, 216 mmol), Pd(dppf)Cl2 (7.1 g, 8.64 mmol), Tricyclohexylphosphine (8.08 g, 28.8 mmol) 그리고 Potassium acetate (42.4 g, 432.04 mmol)을 환저플라스크에 넣고 DMF(720 ml)으로 녹인다. 혼합물을 120℃에서 12시간 동안 환류교반한다. 반응이 종료되면 과량의 증류수에 혼합물을 붓고 1시간 동안 교반한다. 고형물을 필터한 후 DCM에 녹인다. MgSO4로 수분을 제거한 후 실리카겔 패드를 이용하여 유기용매를 필터한 후 감압 하에 제거한다. 고형물을 EA와 Hexane으로 재결정하여 중간체 B-12-2를 31.3 g (58.9 %) 수득하였다.
c) 화합물 B-12의 합성
1L의 둥근 바닥 플라스크에 중간체 B-12-2 (31 g, 83.95 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.3 L에 녹인 후, 여기에 중간체 B-8-2 (28.86 g, 83.95 mmol)와 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(4.85 g, 4.2 mmol)을 넣고 교반시켰다. 그리고 물에 포화된 potassium carbonate(29.01 g, 209.9 mmol)을 넣고 80 ℃에서 12시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 30분간 교반하여 필터한 다음, 얻은 고체를 모노클로로벤젠에 133℃ 온도에서 녹이고 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거한 후, 실리카겔을 이용하여 필터하고 여액을 상온으로 식혀서 필터하였다. 이렇게 얻어진 고체를 모노클로로벤젠을 이용하여 반복 정제하여 화합물 B-12를 31.0 g (67.1 %) 얻었다.
합성예 21: 화합물 B-79의 합성
[반응식 23]
Figure pat00244
a) 중간체 B-79-1의 합성
2,4-chloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (21 g, 93 mmol)과 4,4,5,5-Tetramethyl-2-(4-naphthalen-2-yl-phenyl)-[1,3,2]dioxaborolane (20.5 g, 62 mmol)을 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 중간체 B-79-1 18 g (74 %)를 얻었다.
b) 화합물 B-79의 합성
중간체 B-79-1 (22.5 g 57.2 mmol)과 중간체 carbazole (7.9 g, 47.6 mmol)를 DMF 200 mL에 녹인 후 NaH를 첨가하였다. 상온에서 4시간 동안 교반 후 물 500 ml 속에 반응액을 첨가하여 침전을 형성하였다. 형성된 고체를 필터하고 물과 메탄올로 세정하였다. 얻어진 고체를 chlorobenzene 500 mL에서 재결정하여 화합물 B-79 22.8 g (91 %)를 얻었다.
합성예 22: 화합물 B-55의 합성
[반응식 24]
Figure pat00245
a) 중간체 B-55-1의 합성
1-bromo-2-nitro-benzene (35 g, 173.2 mmol)과 1-naphthalene-boronic acid(32.78 g, 190.6 mmol)을 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 중간체 B-55-1 28 g (64.8 %)를 얻었다.
b) 중간체 B-55-2의 합성
중간체 B-55-1 (28.0 g, 112 mmol), triphenylphosphine (88.4 g, 337 mmol)을 환저플라스크에 넣고 1,2-dichlorobenzene(300 ml)에 녹인 후 180℃에서 24시간 동안 교반한다. 반응이 종료되면 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 중간체 B-55-2를 17.7 g (72.5 %) 얻었다.
c) 중간체 B-55-3의 합성
상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 중간체 B-55-3을 합성하였다.
d) 화합물 B-55의 합성
중간체 B-55-3 (22 g, 63.9 mmol), 중간체 B-55-2 (13.9 g, 63.9 mmol), 소듐 t-부톡사이드 (NaOtBu) (9.2 g, 95.9 mmol), Pd2(dba)3 (3.5 g, 3.8 mmol), 트리 t-부틸포스핀 (P(tBu)3) (4.6 g, 50% in 톨루엔)를 자일렌(300 ml)에 넣고 질소 기류 하에서 12시간 동안 가열하여 환류하였다. 자일렌을 제거한 후, 이로부터 수득한 혼합물에 메탄올 200 mL를 가하여 결정화된 고형분을 여과한 후, 톨루엔에 녹여 실리카겔/셀라이트로 여과하고, 유기 용매를 적당량 용축하여 화합물 B-55 21.0 g (62.6 %)을 수득하였다.
합성예 23: 화합물 B-31의 합성
[반응식 25]
Figure pat00246
a) 중간체 B-31-1의 합성
2,4-디클로로-6-페닐트리아진 22.6 g (100 mmol), 다이벤조퓨란-3-보론산 0.9 당량을 이용하여 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 중간체 B-31-1 21.4 g (60 %)을 얻었다.
b) 화합물 B-31의 합성
중간체 B-31-1 (21.4 g, 59.8 mmol), N-페닐-카바졸-2-보론산 1당량을 이용하여 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 화합물 B-31 25 g (74 %)을 얻었다.
합성예 24: 화합물 B-83의 합성
[반응식 26]
Figure pat00247
a) 화합물 B-83의 합성
중간체 B-83-1 (20 g, 59.3 mmol), 2-클로로-4-페닐-6-(4-비페닐)-1,3,5-트리아진 (20.39 g, 59.3 mmol)을 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 화합물 B-83 24 g (67.4 %)를 얻었다.
합성예 25: 화합물 B-84의 합성
[반응식 27]
Figure pat00248
a) 화합물 B-84의 합성
중간체 B-83-1 (20 g, 59.3 mmol), 중간체 B-31-1 (21.22 g, 59.3 mmol)을 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 화합물 B-84 26 g (71.3 %)를 얻었다.
합성예 26: 화합물 B-85의 합성
[반응식 28]
Figure pat00249
a) 화합물 B-85의 합성
중간체 B-83-1 (20 g, 59.3 mmol), 2-(4-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (20.4 g, 59.3 mmol)을 상기 합성예 20의 c)와 같은 방법으로 합성하여 화합물 B-85 23 g (64.6 %)를 얻었다.
(유기 발광 소자의 제작)
실시예 1
ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 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 증착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극을 양극으로 사용하여 ITO 기판 상부에 화합물 A을 진공 증착하여 700Å 두께의 정공 주입층을 형성하고 상기 주입층 상부에 화합물 B를 50Å의 두께로 증착한 후, 화합물 C를 700Å의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 화합물 C-1을 400Å의 두께로 증착하여 정공수송보조층을 형성하였다. 정공수송보조층 상부에 화합물 A-93 및 B-12를 동시에 호스트로 사용하고 도판트로 [Ir(piq)2acac] 2wt% 로 도핑하여 진공 증착으로 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 여기서 화합물 A-93과 화합물 B-12는 6:4 중량비로 사용되었으며, 하기 실시예의 경우 별도로 비율을 기술하였다. 이어서 상기 발광층 상부에 화합물 D와 Liq를 동시에 1:1 비율로 진공 증착하여 300Å 두께의 전자수송층을 형성하고 상기 전자수송층 상부에 Liq 15Å과 Al 1200Å을 순차적으로 진공 증착 하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자는 5층의 유기 박막층을 가지는 구조로 되어 있으며, 구체적으로 다음과 같다.
ITO/화합물A(700Å)/화합물B(50Å)/화합물C(700Å)/화합물C-1(400 Å)/EML[화합물 A-93 : B-12 : [Ir(piq)2acac] (2wt%)] (400Å) / 화합물D : Liq(300Å) / Liq(15Å) / Al(1200Å)의 구조로 제작하였다.
화합물 A: N4,N4'-diphenyl-N4,N4'-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'-diamine
화합물 B: 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN)
화합물 C: N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine
화합물 C-1: N,N-di([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7,7-dimethyl-7H-fluoreno[4,3-b]benzofuran-10-amine
화합물 D: 8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinoline
실시예 2 내지 실시예 10, 비교예 1 및 비교예 2
표 1에 기재된 조성으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
평가
실시예 1 내지 10와 비교예 1 및 2에 따른 유기발광소자의 발광효율을 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) 발광 효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 발광 효율(cd/A) 을 계산하였다.
(4) 수명 측정
휘도(cd/m2)를 9000 cd/m2 로 유지하고 발광 효율(cd/A)이 97%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
(5) 구동전압 측정
전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 15 mA/cm2에서 각 소자의 구동전압을 측정하여 결과를 얻었다.
제1호스트 제2호스트 제1호스트:
제2호스트
비율(wt:wt)		 색 구동
전압
(V)		 수명
T97
(h)
실시예 1 A-93 B-12 6:4 적색 3.93 49
실시예 2 A-93 B-79 6:4 적색 4 80
실시예 3 A-93 B-31 6:4 적색 3.97 43
실시예 4 A-93 B-83 6:4 적색 3.78 83
실시예 5 A-93 B-83 5:5 적색 3.77 65
실시예 6 A-93 B-85 6:4 적색 3.96 68
실시예 7 A-93 B-85 5:5 적색 3.87 72
실시예 8 A-93 B-84 6:4 적색 3.9 50
실시예 9 A-92 B-55 6:4 적색 3.95 131
실시예 10 A-92 B-55 5:5 적색 3.85 117
비교예 1 비교화합물1 B-12 6:4 적색 4.14 25
비교예 2 비교화합물2 B-12 6:4 적색 4.64 11
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 10에 따른 유기발광소자는 비교예 1 및 2에 따른 유기발광소자와 비교하여 구동 전압 및 수명이 현저히 개선된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 200: 유기 발광 소자
105: 유기층
110: 음극
120: 양극
130: 발광층
140: 정공 보조층

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2의 조합으로 표현되는 제1 유기 광전자 소자용 화합물, 그리고
    하기 화학식 3으로 표현되는 제2 유기 광전자 소자용 화합물
    을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1] [화학식 2]
    Figure pat00250
    Figure pat00251

    상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
    X는 O 또는 S이고,
    a1* 내지 a4* 중 인접한 둘은 각각 b1* 및 b2*와 연결되고,
    a1* 내지 a4* 중 b1* 및 b2*와 연결되지 않은 나머지는 각각 독립적으로 C-La-Ra 이고,
    La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ra 및 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표현되는 기이고,
    [화학식 a]
    Figure pat00252

    상기 화학식 a에서,
    Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    *은 L1 내지 L4와의 연결 지점이고;
    [화학식 3]
    Figure pat00253

    상기 화학식 3에서,
    L5 내지 L9는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    R7 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    R7 내지 R10은 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
    Ar 및 R7 내지 R10 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
    [화학식 b]
    Figure pat00254

    상기 화학식 b에서,
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
    여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성하고,
    *는 L5 내지 L9와의 연결 지점이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1A 내지 화학식 1F 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1A] [화학식 1B] [화학식 1C]
    Figure pat00255
    Figure pat00256
    Figure pat00257

    [화학식 1D] [화학식 1E] [화학식 1F]
    Figure pat00258
    Figure pat00259
    Figure pat00260

    상기 화학식 1A 내지 화학식 1F에서,
    X는 O 또는 S이고,
    La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ra 및 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표현되는 기이고,
    [화학식 a]
    Figure pat00261

    상기 화학식 a에서,
    Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    *은 La 및 L1 내지 L4와의 연결 지점이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1E-1-1 또는 화학식 1E-2-2로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1E-1-1] [화학식 1E-2-2]
    Figure pat00262
    Figure pat00263

    상기 화학식 1E-1-1 및 화학식 1E-2-2에서,
    X는 O 또는 S이고,
    La 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ra 및 R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 1 및 2의 조합으로 표현되는 융합고리이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 3A 내지 화학식 3R 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 3A] [화학식 3B] [화학식 3C]
    Figure pat00264
    Figure pat00265
    Figure pat00266

    [화학식 3D] [화학식 3E] [화학식 3F]
    Figure pat00267
    Figure pat00268
    Figure pat00269

    [화학식 3G] [화학식 3H] [화학식 3I]
    Figure pat00270
    Figure pat00271
    Figure pat00272

    [화학식 3J] [화학식 3K] [화학식 3L]
    Figure pat00273
    Figure pat00274
    Figure pat00275

    [화학식 3M] [화학식 3N] [화학식 3O]
    Figure pat00276
    Figure pat00277
    Figure pat00278

    [화학식 3P] [화학식 3Q] [화학식 3R]
    Figure pat00279
    Figure pat00280
    Figure pat00281

    상기 화학식 3A 내지 화학식 3R에서,
    L5 내지 L10은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
    R7 내지 R10, Re, Rf, Rg, Rh, Ri 및 Rj는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    Z1 내지 Z5, Z1a 내지 Z5a 및 Z1b 내지 Z5b는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
    Z1a 내지 Z5a 중 적어도 둘은 N이고,
    Z1b 내지 Z5b 중 적어도 둘은 N이고,
    여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성한다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 3A, 화학식 3B, 화학식 3E 및 화학식 3J 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 화학식 3A는 하기 화학식 3A-2 또는 화학식 3A-4로 표현되고,
    상기 화학식 3E은 하기 화학식 3E-2로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 3A-2] [화학식 3A-4] [화학식 3E-2]
    Figure pat00282
    Figure pat00283
    Figure pat00284

    상기 화학식 3A-2, 화학식 3A-4 및 화학식 3E-2에서,
    L5 내지 L10은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
    R8 내지 R10, Re 및 Rf는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
    여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성한다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 b로 표현되는 기는 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기 또는 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기인 유기 광전자 소자용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 b는 하기 화학식 b-1 내지 화학식 b-5 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 b-1] [화학식 b-2] [화학식 b-3][화학식 b-4] [화학식 b-5]
    Figure pat00285
    Figure pat00286
    Figure pat00287
    Figure pat00288
    Figure pat00289

    상기 화학식 b-1 내지 화학식 b-5에서,
    Ld1 내지 Ld5, Le1 및 Le2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    Rd2 내지 Rd5, Rk1 및 Rk2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기이고,
    *는 L5 내지 L9와의 연결 지점이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 b는 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기에서 선택된 하나인 유기 광전자 소자용 조성물:
    [그룹 Ⅰ]
    Figure pat00290

    상기 그룹 Ⅰ에서, *은 연결 지점이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1E-2-2로 표현되고,
    상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 3A-2, 화학식 3B, 화학식 3E-2 및 화학식 3J 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 1E-2-2]
    Figure pat00291

    상기 화학식 1E-2-2에서,
    X는 O 또는 S이고,
    La, Lb, Lc 및 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이고,
    Ra, R1, R2 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
    R5 및 R6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
    Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 상기 화학식 1 및 화학식 2의 조합으로 표현되는 융합고리이고;
    [화학식 3A-2] [화학식 3B] [화학식 3E-2] [화학식 3J]
    Figure pat00292
    Figure pat00293
    Figure pat00294
    Figure pat00295

    상기 화학식 3A, 화학식 3B, 화학식 3E-2 및 화학식 3J에서,
    L5 내지 L10은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일렌기, 치환 또는 비치환된 카바졸일렌기, 치환 또는 비치환된 융합디벤조퓨란일렌기, 치환 또는 비치환된 융합디벤조티오펜일렌기, 또는 이들의 조합이고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기, 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고,
    R7 내지 R10, Re, Rf 및 Rg는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 또는 이들의 조합이고,
    Z1 내지 Z5는 각각 독립적으로 N 또는 C-Ld-Rd이고,
    Z1 내지 Z5 중 적어도 둘은 N이고,
    여기서 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기이고,
    Rd는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기이고,
    Rd는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 기가 연결되어 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 또는 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기를 형성한다.
  11. 제1항에 있어서,
    도펀트를 더 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물.
  12. 서로 마주하는 양극과 음극,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고,
    상기 유기층은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유기 광전자 소자용 화합물과 상기 제2 유기 광전자 소자용 화합물은 각각 상기 발광층의 인광 호스트로서 포함되는 유기 광전자 소자.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 유기 광전자 소자용 조성물은 적색 발광 조성물인 유기 광전자 소자.
  16. 제12항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치.
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