KR20220036459A - 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220036459A
KR20220036459A KR1020200118496A KR20200118496A KR20220036459A KR 20220036459 A KR20220036459 A KR 20220036459A KR 1020200118496 A KR1020200118496 A KR 1020200118496A KR 20200118496 A KR20200118496 A KR 20200118496A KR 20220036459 A KR20220036459 A KR 20220036459A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
sub
layer
ring
Prior art date
Application number
KR1020200118496A
Other languages
English (en)
Inventor
소기호
조민지
이선희
문성윤
김원삼
이정욱
Original Assignee
덕산네오룩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덕산네오룩스 주식회사 filed Critical 덕산네오룩스 주식회사
Priority to KR1020200118496A priority Critical patent/KR20220036459A/ko
Priority to PCT/KR2021/012423 priority patent/WO2022060036A1/ko
Publication of KR20220036459A publication Critical patent/KR20220036459A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D245/00—Heterocyclic compounds containing rings of more than seven members having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D245/04—Heterocyclic compounds containing rings of more than seven members having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/04—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • H01L51/0067—
    • H01L51/0071—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5056—
    • H01L51/5088—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19—Tandem OLEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

본 발명은 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 신규 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 전자 장치를 제공한다.

Description

유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치{COMPOUND FOR ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT, ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT USING THE SAME, AND AN ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
유기전기발광소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율이나 수명 문제는 반드시 해결해야 하는 상황이다. 효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다.
하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
또한, 최근 유기전기발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 반드시 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 존재하여야 하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광보조층의 개발이 필요한 시점이다.
일반적으로 전자수송층에서 발광층으로 전자(electron)가 전달되고 정공(hole)이 정공수송층에서 발광층으로 전달되어 재조합(recombination)에 의해 엑시톤(exciton)이 생성된다.
하지만 정공수송층에 사용되는 물질의 경우 낮은 HOMO 값을 가져야 하기 때문에 대부분 낮은 T1 값을 가지며, 이로 인해 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)이 정공수송층으로 넘어가게 되어 결과적으로 발광층 내 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 정공수송층 계면에서 발광하게 된다.
정공수송층 계면에서 발광될 경우, 유기전기소자의 색순도 및 효율이 저하되고 수명이 짧아지는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 높은 T1 값을 가지며, 정공 수송층 HOMO 에너지 준위와 발광층의 HOMO 에너지 준위 사이의 HOMO 준위를 갖는 발광보조층의 개발이 절실히 요구된다.
한편, 유기전기소자의 수명단축 원인 중 하나인 양극전극(ITO)으로부터 금속 산화물이 유기층으로 침투확산되는 것을 지연시키면서, 소자 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 대해서도 안정된 특성, 즉 높은 유리 전이온도를 갖는 정공 주입층 재료에 대한 개발이 필요하다. 정공수송층 재료의 낮은 유리전이 온도는 소자 구동시, 박막 표면의 균일도를 저하시키는 특성이 있는바, 이는 소자수명에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 또한, OLED 소자는 주로 증착 방법에 의해 형성되는데, 증착시 오랫동안 견딜 수 있는 재료, 즉 내열특성이 강한 재료 개발이 필요한 실정이다.
즉, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광보조층 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 신규한 구조를 갖는 화합물을 밝혀내었으며, 또한 이 화합물을 유기전기소자에 적용시 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다.
이에 본 발명은 신규한 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 1
Figure pat00001
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압 및 고내열성을 달성할 수 있으며, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 화학식을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다:
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기", "알케닐기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기일 수 있다.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
Figure pat00002
본 발명에 사용된 용어 "플루오렌일기" 또는 "플루오렌일렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하기 구조에서 R, R' 및 R"이 모두 수소인 1가 또는 2가 작용기를 의미하며, "치환된 플루오렌일기" 또는 "치환된 플루오렌일렌기"는 치환기 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, R과 R'이 서로 결합되어 이들이 결합된 탄소와 함께 스파이로 화합물을 형성한 경우를 포함한다.
Figure pat00003
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결(spiro union)'을 가지며, 스파이로 연결은 2개의 고리가 오로지 1개의 원자를 공유함으로써 이루어지는 연결을 의미한다. 이때, 두 고리에 공유된 원자를 '스파이로 원자'라 하며, 한 화합물에 들어 있는 스파이로 원자의 수에 따라 이들을 각각 '모노스파이로-', '다이스파이로-', '트라이스파이로-' 화합물이라 한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화고리를 포함한다.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알콕실기, C1~C20의 알킬아민기, C1~C20의 알킬티오펜기, C6~C20의 아릴티오펜기, C2~C20의 알켄일기, C2~C20의 알킨일기, C3~C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기, C8~C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
Figure pat00004
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.
Figure pat00005
본 명세서에서 사용된 용어 "미존재"는 다른 설명이 없는 한, 결합이 되어 있지 않은 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 화합물 및 이를 포함하는 유기전기소자에 대하여 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 1 화학식 1-1
Figure pat00006
상기 화학식 1 및 화학식 1-1에서, 각 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.
1) Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택된다.
Ar1 및 Ar2는 아릴기일 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴기, 예컨대 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐 등일 수 있다.
Ar1 및 Ar2는 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
Ar1 및 Ar2는 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
2) L1 및 L2는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택된다.
L 및 L2는 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴렌기일 수 있으며, 예컨대, 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐 등일 수 있다.
L 및 L2는 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
L 및 L2는 지방족고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리기일 수 있다.
3) X1 및 X2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S 또는 CR'R"이다.
4) 상기 R' 및 R"은 서로 독립적으로 수소; 중수소; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; C6~C60의 아릴옥시기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되고, 또는 R' 및 R"은 서로 결합하여 스파이로 고리를 형성할 수 있다.
R' 및 R"이 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
R' 및 R"이 알켄일기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 알켄일기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 알켄일기일 수 있다.
R' 및 R"이 알킨일기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 알킨일기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 알킨일기일 수 있다.
R' 및 R"이 알콕시기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알콕시기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알콕시기일 수 있다.
R' 및 R"이 아릴옥시기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴옥시기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴옥시기일 수 있다.
R' 및 R"이 아릴기일 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴기, 예컨대 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐 등일 수 있다.
R' 및 R"이 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
R' 및 R"이 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
5) m 및 n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 이때, m 및 n이 0일 경우 X1 및 X2는 미존재하며, l은 0 내지 3의 정수이다.
6) T1, T2, T3 및 T4는 서로 독립적으로 C6~C60의 방향족고리기; C3~C60의 지방족고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 단, T1, T2, T3 및 T4 중 적어도 어느 하나는 상기 화학식 1-1로 표시되는 치환기이다.
6) Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S 또는 CR'R"이며, 단, Y1 및 Y2가 모두 단일결합인 경우는 제외한다.
7) Ra 및 Rb는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; C6~C60의 아릴옥시기; 및 -L'-NRcRd;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 이웃한 복수의 Ra끼리, 혹은 복수의 Rb끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
Ra 및 Rb는 아릴기일 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴기, 예컨대 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐 등일 수 있다.
Ra 및 Rb는 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
Ra 및 Rb는 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
Ra 및 Rb는 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
Ra 및 Rb는 알켄일기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 알켄일기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 알켄일기일 수 있다.
Ra 및 Rb는 알킨일기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 알킨일기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 알킨일기일 수 있다.
Ra 및 Rb는 알콕시기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알콕시기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알콕시기일 수 있다.
Ra 및 Rb는 아릴옥시기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴옥시기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴옥시기일 수 있다.
8) 상기 L'은 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택된다.
L'이 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더욱 바람직하게는 C6~C24의 아릴렌기일 수 있으며, 예컨대, 페닐렌, 바이페닐, 나프탈렌, 터페닐 등일 수 있다.
L'이 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
L'이 지방족고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리기일 수 있다.
Rc 및 Rd가 아릴기인 경우, C6~C30의 아릴기인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 C6~C25의 아릴기일 수 있으며, 예시적으로 페닐, 바이페닐, 나프틸, 페난트렌, 터페닐 등일 수 있다.
Rc 및 Rd가 헤테로고리기일 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸, 다이벤조퓨란, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
Rc 및 Rd가 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
9) a는 0 내지 2의 정수이며, b는 0 내지 4의 정수이고,
10) *은 결합 위치를 나타낸다.
여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 지방족고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕시기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 나타낸 화합물이 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 2 화학식 3
Figure pat00007
{상기 화학식 2 및 화학식 3에서,
1) Ar1, Ar2, L1, L2, X1 및 X2는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 동일하며,
2) R1, R2 및 R3은 상기 화학식 2의 Ra의 정의와 동일하고,
3) c, d, e 및 f는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 나타낸 화합물이 하기 화학식 4 내지 화학식 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
화학식 4 화학식 5 화학식 6
Figure pat00008
화학식 7 화학식 8 화학식 9
Figure pat00009
화학식 10 화학식 11 화학식 12
Figure pat00010
{상기 화학식 4 내지 화학식 12에서,
1) Ar1, Ar2, L1, L2, X1는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 동일하며,
2) Y1, Y2, Ra, Rb, a 및 b는 상기 화학식 1-1에서 정의된 바와 동일하고,
2) R1, R2, R3, c, d 및 e는 상기 화학식 2에서 정의된 바와 동일하며,
3) L2 및 Ar2는 상기 화학식 1-1의 Ra로 더욱 치환될 수 있다.}
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 나타낸 화합물이 하기 화합물 P-1 내지 P-86 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기전기소자(100)는 제 1전극(110), 제 2전극(170) 및 제 1전극(110)과 제 2전극(170) 사이에 화학식 1로 표시되는 단독화합물 또는 2종 이상의 화합물을 포함하는 유기물층을 구비한다. 이때, 제 1전극(110)은 애노드 또는 양극이고, 제 2전극(170)은 캐소드 또는 음극일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.
유기물층은 제 1전극(110) 상에 순차적으로 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(140)을 제외한 나머지 층들이 형성되지 않을 수 있다. 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(220), 버퍼층(210) 등을 더 포함할 수도 있고, 전자수송층(150) 등이 정공저지층의 역할을 할 수도 있을 것이다. (도 2 참조)
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 보호층 또는 광효율 개선층(180)을 더 포함할 수 있다. 이러한 광효율 개선층은 제 1전극의 양면 중 유기물층과 접하지 않는 면 또는 제 2전극의 양면 중 유기물층과 접하지 않는 면에 형성될 수 있다. 상기 유기물층에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광보조층(220), 전자수송보조층, 전자수송층(150), 전자주입층(160), 발광층(140)의 호스트 또는 도펀트, 또는 광효율 개선층의 재료로 사용될 수 있을 것이다. 바람직하게는 예컨대, 본 발명의 화학식 1에 따른 화합물은 발광보조층 또는 발광층의 재료로 사용될 수 있다.
상기 유기물층은 상기 양극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함할 수 있으며, 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함할 수 있다. (도 3 참조)
한편, 동일한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면 특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합도 아주 중요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 level 및 T1 값, 물질의 고유특성(mobility, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 유기물층은 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정 및 롤투롤 공정 중 어느 하나에 의해 형성되며, 상기 유기물층은 전자수송재료로 상기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.
또 다른 구체적인 예로서, 본 발명은 상기 유기물층에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 동종 또는 이종의 화합물이 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 발광보조층 조성물을 제공하고, 상기 발광보조층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 정공수송층 조성물을 제공하고, 상기 정공수송층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또 다른 측면에서 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자 장치를 본 발명에서 제공한다. 이때, 전자 장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말기일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자 장치를 포함한다.
이하에서, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 합성예 및 본 발명의 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 합성예 1]
화학식 1의 합성
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(final products)은 하기 반응식 1과 같이 합성되며, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1>
Figure pat00033
상기 반응식 1에서 각 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.
1) Q는 서로 독립적으로 H, Br, Cl 또는 I이며, T2 및 T3의 고리의 탄소 수에 따라 단수 혹은 복수 개일 수 있다. 예를 들어, T2 및 T3가 C6의 아릴기일 경우 Q는 0 내지 4의 정수일 수 있다.
2) Ar1, Ar2, L1, L2, X1, X2, T1, T2, T3, T4, m, n 및 l은 상기에서 정의된 바와 같다.
I. Sub 1의 합성
상기 반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2의 반응경로에 의해 합성되며, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, n은 1 또는 2이며, Q, Ar1, Ar2, L1, L2 및 T1은 상기에서 정의된 바와 같다.
<반응식 2>
Figure pat00034
1. Sub 1-6 합성
Figure pat00035
(1) Sub 1-II-6의 합성
Sub 1-I-6 (50 g, 162.5 mmol)을 둥근바닥플라스크에 Toluene (1,666 ml)으로 녹인 후에, [1,1'-biphenyl]-2-amine (28.9 g, 170.7 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 1-II-6 58.2 g (수율: 81.3%)을 얻었다.
(2) Sub 1-6의 합성
Sub 1-II-6 (58.2 g, 132.2 mmol)에 aniline (12.9 g, 138.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,355 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-II-6 합성법을 사용하여 Sub 1-6 48.2 g (수율: 80.6%)을 얻었다.
2. Sub 1-13 합성
Figure pat00036
(1) Sub 1-II-13의 합성
Sub 1-I-13 (46 g, 163.4 mmol)에 aniline (16 g, 171.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,675 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-II-13 44.26 g (수율: 80.1%)을 얻었다.
(2) Sub 1-13의 합성
Sub 1-II-13 (44.3 g, 131 mmol)에 3-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-yl)aniline (39.3 g, 137.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,343 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-13 56.3 g (수율: 79.2%)을 얻었다.
3. Sub 1-31 합성
Figure pat00037
Sub 1-I-31 (33 g, 89.7 mmol)에 aniline (8.8 g, 94.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (919 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-31 27.3 g (수율: 77.6%)을 얻었다.
4. Sub 1-36 합성
Figure pat00038
Sub 1-I-36 (42 g, 178 mmol)에 aniline (17.4 g, 186.9 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,825 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-36 40 g (수율: 86.4%)을 얻었다.
5. Sub 1-69 합성
Figure pat00039
(1) Sub 1-II-69의 합성
Sub 1-I-69 (37 g, 120.3 mmol)에 aniline (11.8 g, 126.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,233 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-II-69 31.2 g (수율: 71.1%)을 얻었다.
(2) Sub 1-69의 합성
Sub 1-II-69 (31.2 g, 85.7 mmol)에 3-(benzo[b]naphtho[1,2-d]thiophen-1-yl)aniline (29.3 g, 89.9 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (878 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-69 36.1 g (수율: 69.2%)을 얻었다.
6. Sub 1-72 합성
Figure pat00040
Sub 1-I-72 (43 g, 110.8 mmol)에 aniline (10.8 g, 116.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1,136 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1-6 합성법을 사용하여 Sub 1-72 39.4 g (수율: 86.2%)을 얻었다.
상기 Sub 1의 예시는 하기와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더불어, 하기 표 1은 상기 Sub 1에 속하는 일부 화합물의 FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 1-1 m/z=452.23(C33H28N2=452.6) Sub 1-2 m/z=400.16(C28H20N2O=400.48)
Sub 1-3 m/z=518.18(C36H26N2S=518.68) Sub 1-4 m/z=528.26(C39H32N2=528.7)
Sub 1-5 m/z=450.17(C32H22N2O=450.54) Sub 1-6 m/z=452.23(C33H28N2=452.6)
Sub 1-7 m/z=502.24(C37H30N2=502.66) Sub 1-8 m/z=366.12(C24H18N2S=366.48)
Sub 1-9 m/z=426.21(C31H26N2=426.56) Sub 1-10 m/z=376.19(C27H24N2=376.5)
Sub 1-11 m/z=350.14(C24H18N2O=350.42) Sub 1-12 m/z=482.18(C33H26N2S=482.65)
Sub 1-13 m/z=542.24(C39H30N2O=542.68) Sub 1-14 m/z=394.15(C26H22N2S=394.54)
Sub 1-15 m/z=516.22(C37H28N2O=516.64) Sub 1-16 m/z=528.22(C38H28N2O=528.66)
Sub 1-17 m/z=550.24(C41H30N2=550.71) Sub 1-18 m/z=498.21(C37H26N2=498.63)
Sub 1-19 m/z=594.21(C42H30N2S=594.78) Sub 1-20 m/z=612.13(C40H24N2OS2=612.77)
Sub 1-21 m/z=541.25(C39H31N3=541.7) Sub 1-22 m/z=534.3(C39H38N2=534.75)
Sub 1-23 m/z=630.3(C47H38N2=630.84) Sub 1-24 m/z=316.19(C22H24N2=316.45)
Sub 1-25 m/z=564.26(C42H32N2=564.73) Sub 1-26 m/z=412.19(C30H24N2=412.54)
Sub 1-27 m/z=627.27(C46H33N3=627.79) Sub 1-28 m/z=454.2(C32H26N2O=454.57)
Sub 1-29 m/z=398.09(C24H18N2S2=398.54) Sub 1-30 m/z=382.11(C24H18N2OS=382.48)
Sub 1-31 m/z=392.19(C27H24N2O=392.5) Sub 1-32 m/z=558.21(C38H30N2OSi=558.76)
Sub 1-33 m/z=450.17(C32H22N2O=450.54) Sub 1-34 m/z=505.26(C37H23D5N2=505.68)
Sub 1-35 m/z=366.12(C24H18N2S=366.48) Sub 1-36 m/z=260.13(C18H16N2=260.34)
Sub 1-37 m/z=336.16(C24H20N2=336.44) Sub 1-38 m/z=386.18(C28H22N2=386.5)
Sub 1-39 m/z=381.23(C27H19D5N2=381.53) Sub 1-40 m/z=368.13(C24H17FN2O=368.41)
Sub 1-41 m/z=472.11(C30H20N2S2=472.62) Sub 1-42 m/z=564.13(C36H24N2OS2=564.72)
Sub 1-43 m/z=488.23(C36H28N2=488.63) Sub 1-44 m/z=438.21(C32H26N2=438.57)
Sub 1-45 m/z=704.28(C52H36N2O=704.87) Sub 1-46 m/z=620.19(C43H28N2OS=620.77)
Sub 1-47 m/z=792.26(C55H40N2S2=793.06) Sub 1-48 m/z=516.22(C37H28N2O=516.64)
Sub 1-49 m/z=452.23(C33H28N2=452.6) Sub 1-50 m/z=400.16(C28H20N2O=400.48)
Sub 1-51 m/z=366.14(C24H18N2O2=366.42) Sub 1-52 m/z=744.17(C49H32N2S3=744.99)
Sub 1-53 m/z=543.23(C38H29N3O=543.67) Sub 1-54 m/z=578.27(C43H34N2=578.76)
Sub 1-55 m/z=518.18(C36H26N2S=518.68) Sub 1-56 m/z=506.15(C34H22N2OS=506.62)
Sub 1-57 m/z=528.26(C39H32N2=528.7) Sub 1-58 m/z=394.18(C27H23FN2=394.49)
Sub 1-59 m/z=492.17(C34H24N2S=492.64) Sub 1-60 m/z=502.24(C37H30N2=502.66)
Sub 1-61 m/z=466.2(C33H26N2O=466.58) Sub 1-62 m/z=667.3(C49H37N3=667.86)
Sub 1-63 m/z=350.14(C24H18N2O=350.42) Sub 1-64 m/z=556.2(C39H28N2S=556.73)
Sub 1-65 m/z=528.26(C39H32N2=528.7) Sub 1-66 m/z=462.21(C34H26N2=462.6)
Sub 1-67 m/z=468.18(C32H24N2O2=468.56) Sub 1-68 m/z=492.17(C34H24N2S=492.64)
Sub 1-69 m/z=608.23(C43H32N2S=608.8) Sub 1-70 m/z=378.17(C26H22N2O=378.48)
Sub 1-71 m/z=416.15(C28H20N2O2=416.48) Sub 1-72 m/z=412.19(C30H24N2=412.54)
Sub 1-73 m/z=310.15(C22H18N2=310.4) Sub 1-74 m/z=310.15(C22H18N2=310.4)
Sub 1-75 m/z=400.16(C28H20N2O=400.48)
한편, 상기 Sub 2의 예시는 하기와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더불어, 하기 표 2는 상기 Sub 2에 속하는 일부 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
Sub 2-1 CAS NO: 13029-09-9 Sub 2-2 CAS NO: 2306157-06-0
Sub 2-3 m/z=390.96(C18H7D5Br2=393.13) Sub 2-4 m/z=461.96(C24H16Br2=464.2)
Sub 2-5 m/z=511.98(C28H18Br2=514.26) Sub 2-6 m/z=461.96(C24H16Br2=464.2)
Sub 2-7 m/z=327.89(C12H7Br2F=329.99) Sub 2-8 m/z=425.96(C21H16Br2=428.17)
Sub 2-9 m/z=399.91(C18H10Br2O=402.09) Sub 2-10 m/z=415.89(C18H10Br2S=418.15)
Sub 2-11 m/z=425.96(C21H16Br2=428.17) Sub 2-12 CAS NO: 16400-51-4
Sub 2-13 m/z=435.95(C22H14Br2=438.16) Sub 2-14 m/z=485.96(C26H16Br2=488.22)
Sub 2-15 m/z=399.91(C18H10Br2O=402.09) Sub 2-16 m/z=549.99(C31H20Br2=552.31)
Sub 2-17 m/z=415.89(C18H10Br2S=418.15) Sub 2-18 m/z=425.96(C21H16Br2=428.17)
Sub 2-19 CAS NO: 2350272-28-3 Sub 2-20 m/z=670.09(C40H32Br2=672.5)
Sub 2-21 m/z=511.98(C28H18Br2=514.26) Sub 2-22 m/z=461.96(C24H16Br2=464.2)
Sub 2-23 m/z=359.91(C16H10Br2=362.06) Sub 2-24 m/z=588.01(C34H22Br2=590.36)
Sub 2-25 CAS NO: 21848-84-0 Sub 2-26 m/z=477.96(C24H16Br2O=480.2)
Sub 2-27 m/z=427.98(C21H18Br2=430.18) Sub 2-28 CAS NO: 51452-87-0
Sub 2-29 m/z=517.99(C27H20Br2O=520.26) Sub 2-30 m/z=369.9(C14H12Br2S=372.12)
Sub 2-31 CAS NO: 1948277-36-8 Sub 2-32 m/z=656(C37H22Br2O2=658.39)
Sub 2-33 m/z=563.94(C27H18Br2O2S=566.31) Sub 2-34 m/z=441.96(C21H16Br2O=444.17)
Sub 2-35 m/z=431.88(C18H10Br2OS=434.15) Sub 2-36 m/z=461.96(C24H16Br2=464.2)
Sub 2-37 m/z=359.91(C16H10Br2=362.06) Sub 2-38 CAS NO: 6903-63-5
Sub 2-39 m/z=431.92(C19H14Br2S=434.19) Sub 2-40 m/z=473.96(C25H16Br2=476.21)
Sub 2-41 m/z=391.89(C16H10Br2S=394.12) Sub 2-42 m/z=565.99(C31H20Br2O=568.31)
Sub 2-43 m/z=521.89(C24H12Br2O2S=524.23) Sub 2-44 m/z=631.98(C35H22Br2S=634.43)
Sub 2-45 m/z=443.97(C21H18Br2O=446.18) Sub 2-46 m/z=523.91(C24H14Br2O2S=526.24)
Sub 2-47 m/z=682.02(C36H28Br2O2S=684.49)
II. Final products 합성 예시
1. P-4 합성예
Figure pat00066
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-4 (32 g, 84.9 mmol)를 toluene (871 ml)에 넣고 Sub 2-4 (41.4 g, 89.2 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 P-4 49.7 g을 얻었다. (수율 : 86.2%)
2. P-14 합성예
Figure pat00067
Sub 1-13 (30 g, 55.3 mmol)에 Sub 2-1 (18.1 g, 58.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (567 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-14 31.7 g (수율: 82.7%)을 얻었다.
3. P-21 합성예
Figure pat00068
Sub 1-20 (16.8 g, 27.4 mmol)에 Sub 2-1 (9 g, 28.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (281 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-21 16.2 g (수율: 77.5%)을 얻었다.
4. P-26 합성예
Figure pat00069
Sub 1-25 (14 g, 24.8 mmol)에 Sub 2-9 (10.5 g, 26.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (254 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-26 14.9 g (수율: 74.6%)을 얻었다.
5. P-34 합성예
Figure pat00070
Sub 1-33 (26 g, 57.7 mmol)에 Sub 2-12 (18.9 g, 60.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (592 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-34 24.2 g (수율: 69.8%)을 얻었다.
6. P-52 합성예
Figure pat00071
Sub 1-75 (20 g, 49.9 mmol)에 Sub 2-19 (19 g, 52.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (512 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-52 22.9 g (수율: 76.2%)을 얻었다.
7. P-57 합성예
Figure pat00072
Sub 1-54 (17 g, 29.4 mmol)에 Sub 2-8 (13.2 g, 30.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (301 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-57 15.2 g (수율: 61.3%)을 얻었다.
8. P-65 합성예
Figure pat00073
Sub 1-61 (20 g, 42.9 mmol)에 Sub 2-25 (15.5 g, 45.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (439 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-65 19 g (수율: 68.4%)을 얻었다.
9. P-75 합성예
Figure pat00074
Sub 1-67 (23 g, 49.1 mmol)에 Sub 2-37 (18.7 g, 51.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (503 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-75 20.4 g (수율: 62.2%)을 얻었다.
10. P-82 합성예
Figure pat00075
Sub 1-36 (16 g, 61.5 mmol)에 Sub 2-43 (33.8 g, 64.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (630 ml)을 첨가하고 상기 P-4 합성법을 사용하여 생성물 P-82 22.9 g (수율: 59.8%)을 얻었다.
하기 표 3은 Final Products에 속하는 일부 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
P-1 m/z=602.27(C45H34N2=602.78) P-2 m/z=550.2(C40H26N2O=550.66)
P-3 m/z=668.23(C48H32N2S=668.86) P-4 m/z=678.3(C51H38N2=678.88)
P-5 m/z=600.22(C44H28N2O=600.72) P-6 m/z=678.3(C51H38N2=678.88)
P-7 m/z=728.32(C55H40N2=728.94) P-8 m/z=597.23(C42H23D5N2S=597.79)
P-9 m/z=728.32(C55H40N2=728.94) P-10 m/z=668.23(C48H32N2S=668.86)
P-11 m/z=728.32(C55H40N2=728.94) P-12 m/z=652.25(C48H32N2O=652.8)
P-13 m/z=632.23(C45H32N2S=632.83) P-14 m/z=692.28(C51H36N2O=692.86)
P-15 m/z=544.2(C38H28N2S=544.72) P-16 m/z=666.27(C49H34N2O=666.82)
P-17 m/z=678.27(C50H34N2O=678.84) P-18 m/z=700.29(C53H36N2=700.89)
P-19 m/z=666.25(C49H31FN2=666.8) P-20 m/z=744.26(C54H36N2S=744.96)
P-21 m/z=762.18(C52H30N2OS2=762.95) P-22 m/z=843.36(C63H45N3=844.07)
P-23 m/z=1114.71(C83H90N2=1115.65) P-24 m/z=780.35(C59H44N2=781.02)
P-25 m/z=582.3(C43H38N2=582.79) P-26 m/z=804.31(C60H40N2O=804.99)
P-27 m/z=668.23(C48H32N2S=668.86) P-28 m/z=893.38(C67H47N3=894.13)
P-29 m/z=756.31(C56H40N2O=756.95) P-30 m/z=700.2(C48H32N2S2=700.92)
P-31 m/z=684.22(C48H32N2OS=684.86) P-32 m/z=694.3(C51H38N2O=694.88)
P-33 m/z=708.26(C50H36N2OSi=708.94) P-34 m/z=600.22(C44H28N2O=600.72)
P-35 m/z=781.35(C59H35D5N2=782.01) P-36 m/z=692.23(C50H32N2S=692.88)
P-37 m/z=500.19(C36H24N2O=500.6) P-38 m/z=650.27(C49H34N2=650.83)
P-39 m/z=592.2(C42H28N2S=592.76) P-40 m/z=652.29(C49H36N2=652.84)
P-41 m/z=531.27(C39H25D5N2=531.71) P-42 m/z=518.18(C36H23FN2O=518.59)
P-43 m/z=622.15(C42H26N2S2=622.8) P-44 m/z=714.18(C48H30N2OS2=714.9)
P-45 m/z=638.27(C48H34N2=638.81) P-46 m/z=952.48(C72H60N2=953.29)
P-47 m/z=854.33(C64H42N2O=855.05) P-48 m/z=770.24(C55H34N2OS=770.95)
P-49 m/z=942.31(C67H46N2S2=943.24) P-50 m/z=666.27(C49H34N2O=666.82)
P-51 m/z=652.29(C49H36N2=652.84) P-52 m/z=600.22(C44H28N2O=600.72)
P-53 m/z=892.35(C64H48N2OS=893.16) P-54 m/z=894.22(C61H38N2S3=895.17)
P-55 m/z=718.26(C52H34N2O2=718.86) P-56 m/z=845.34(C62H43N3O=846.05)
P-57 m/z=844.38(C64H48N2=845.1) P-58 m/z=718.24(C52H34N2S=718.92)
P-59 m/z=790.3(C56H42N2OS=791.03) P-60 m/z=956.41(C73H52N2=957.23)
P-61 m/z=582.18(C40H26N2OS=582.72) P-62 m/z=712.29(C51H37FN2O=712.87)
P-63 m/z=760.29(C55H40N2S=761) P-64 m/z=668.28(C49H36N2O=668.84)
P-65 m/z=648.22(C45H32N2OS=648.82) P-66 m/z=708.28(C51H36N2O2=708.86)
P-67 m/z=576.17(C38H28N2S2=576.78) P-68 m/z=859.39(C64H49N3=860.12)
P-69 m/z=756.28(C55H36N2O2=756.91) P-70 m/z=932.28(C63H40F4N2S=933.08)
P-71 m/z=664.22(C45H32N2O2S=664.82) P-72 m/z=810.36(C60H46N2O=811.04)
P-73 m/z=734.24(C52H34N2OS=734.92) P-74 m/z=694.3(C51H38N2O=694.88)
P-75 m/z=668.25(C48H32N2O2=668.8) P-76 m/z=658.21(C46H30N2OS=658.82)
P-77 m/z=774.27(C55H38N2OS=774.98) P-78 m/z=650.24(C45H34N2OS=650.84)
P-79 m/z=690.3(C52H38N2=690.89) P-80 m/z=648.19(C44H28N2O2S=648.78)
P-81 m/z=818.33(C61H42N2O=819.02) P-82 m/z=622.17(C42H26N2O2S=622.74)
P-83 m/z=782.28(C57H38N2S=783.01) P-84 m/z=660.31(C48H40N2O=660.86)
P-85 m/z=674.2(C46H30N2O2S=674.82) P-86 m/z=832.31(C58H44N2O2S=833.06)
유기전기소자의 제조평가
[ 실시예 1] 적색 유기전기발광소자 ( 발광보조층 )
본 발명의 화합물을 발광보조층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계 발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하, 2-TNATA로 약기함)를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 정공수송 화합물로서 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (이하, NPB로 약기함)을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이후, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P-1을 20 nm 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성하였다. 상기 발광보조층 상에 CBP[4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl]를 호스트 물질로 사용하고, bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)를 도판트 물질로 사용하여, 95:5 중량비로 도핑함으로써 상기 발광 보조층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다.
다음으로, 상기 발광층 상에 (1,1'-비스페닐)-4-올레이토)비스(2-메틸-8-퀴놀린올레이토)알루미늄(이하, BAlq로 약기함)을 5 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하였다. 상기 정공저지층 상에 Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (이하, BeBq2로 약기함)을 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다.
이후, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[ 실시예 2] 내지 [ 실시예 16]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 4에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[ 비교예 1]
발광보조층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[ 비교예 2] 내지 [ 비교예 4]
발광보조층 물질로 각각 하기 비교화합물 1 내지 비교화합물 3을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
비교화합물 1 비교화합물 2 비교화합물 3
Figure pat00076
이와 같이 제조된 실시예 및 비교예 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 2500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기 표 4는 소자제작 및 평가한 결과를 나타낸다.
화합물 구동전압 전류(mA/cm2) 휘도(cd/m2) 효율
(cd/A)		 T(95) CIE
X Y
비교예(1) - 6.5 33.3 2500 7.5 64.2 0.66 0.32
비교예(2) 비교화합물 1 6.2 21.6 2500 11.6 82.7 0.66 0.33
비교예(3) 비교화합물 2 5.9 13.7 2500 18.2 86.1 0.66 0.33
비교예(4) 비교화합물 3 5.9 16.1 2500 15.5 89.4 0.66 0.32
실시예(1) P-2 4.8 8.4 2500 29.6 131.8 0.66 0.32
실시예(2) P-4 4.8 8.5 2500 29.4 133.1 0.66 0.33
실시예(3) P-14 4.9 8.7 2500 28.8 129.2 0.66 0.33
실시예(4) P-15 4.9 8.8 2500 28.5 130.0 0.66 0.33
실시예(5) P-27 4.8 8.6 2500 29.0 133.9 0.66 0.33
실시예(6) P-29 5.0 8.9 2500 28.2 127.5 0.66 0.33
실시예(7) P-32 5.0 8.9 2500 28.0 128.2 0.66 0.33
실시예(8) P-35 5.3 9.7 2500 25.9 116.7 0.66 0.33
실시예(9) P-37 5.1 9.3 2500 27.0 125.3 0.66 0.32
실시예(10) P-41 5.2 9.4 2500 26.7 123.1 0.66 0.32
실시예(11) P-53 5.2 9.5 2500 26.3 121.5 0.66 0.32
실시예(12) P-65 5.1 9.1 2500 27.6 126.8 0.66 0.32
실시예(13) P-73 5.1 9.2 2500 27.3 124.2 0.66 0.32
실시예(14) P-84 5.6 10.1 2500 24.7 110.6 0.66 0.33
실시예(15) P-85 5.5 10.3 2500 24.3 111.0 0.66 0.32
실시예(16) P-86 5.6 10.4 2500 24.0 112.4 0.66 0.33
상기 표 4의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기전기발광소자용 재료를 발광보조층 재료로 사용하여 적색유기전기발광소자를 제작한 경우, 발광보조층을 형성하지 않거나, 비교화합물 1 내지 비교화합물 3을 사용한 비교예보다 유기전기발광소자의 전기적 특성을 개선시킬 수 있다.
즉, 발광보조층이 형성되지 않은 비교예 1보다는 비교화합물 1 내지 비교화합물 3을 발광보조층으로 사용한 비교예 2 내지 비교예 4의 경우 소자의 구동전압, 효율, 수명이 개선되었으며, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광보조층 재료로 사용한 실시예 1 내지 실시예 16의 소자 결과가 비교예 1 내지 비교예 4보다 현저히 개선됨을 확인할 수 있다.
이는 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 비교화합물들과는 상이한 구조를 가짐으로써 화합물의 에너지레벨(예 : HOMO, LUMO, T1)이 발광보조층 재료로서 적합한 물성을 가지게 되어 소자 증착 시 소자 성능 향상에 주요 인자(정공과 전자의 Charge balance, hole mobility, electron mobility, Hole 특성)로 작용하여 구동전압, 효율 및 수명 등이 향상되는 결과가 도출된 것이다.
아울러, 전술한 소자 제작의 평가 결과에서는 본 발명의 화합물을 발광보조층에만 적용한 소자 특성을 설명하였으나, 본 발명의 화합물을 정공수송층에 적용하거나 정공수송층과 발광보조층 모두 적용하여 사용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 유기전기소자 110 : 제1 전극
120 : 정공주입층 130 : 정공수송층
140 : 발광층 150 : 전자수송층
160 : 전자주입층 170 : 제2 전극
180 : 광효율 개선층 210 : 버퍼층
220 : 발광보조층 320 : 제1 정공주입층
330 : 제1 정공수송층 340 : 제1 발광층
350 : 제1 전자수송층 360 : 제1 전하생성층
361 : 제2 전하생성층 420 : 제2 정공주입층
430 : 제2 정공수송층 440 : 제2 발광층
450 : 제2 전자수송층 CGL : 전하생성층
ST1 : 제1 스택 ST2 : 제2 스택

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물
    화학식 1 화학식 1-1
    Figure pat00077

    {상기 화학식 1에서,
    1) Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며,
    2) L1 및 L2는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
    3) X1 및 X2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S 또는 CR'R"이며,
    4) 상기 R' 및 R"은 서로 독립적으로 수소; 중수소; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; C6~C60의 아릴옥시기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되고, 또는 R' 및 R"은 서로 결합하여 스파이로 고리를 형성할 수 있으며,
    5) m 및 n은 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 이때, m 및 n이 0일 경우 X1 및 X2는 미존재하며, l은 0 내지 3의 정수이고,
    6) T1, T2, T3 및 T4는 서로 독립적으로 C6~C60의 방향족고리기; C3~C60의 지방족고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 단, T1, T2, T3 및 T4 중 적어도 어느 하나는 상기 화학식 1-1로 표시되는 치환기이고,
    상기 화학식 1-1에서,
    6) Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S 또는 CR'R"이며, 단, Y1 및 Y2가 모두 단일결합인 경우는 제외하고,
    7) Ra 및 Rb는 각각 동일하거나 상이하고, 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C60의 알킬기; C2~C60의 알켄일기; C2~C60의 알킨일기; C1~C60의 알콕시기; C6~C60의 아릴옥시기; 및 -L'-NRcRd;로 이루어진 군에서 선택되며, 또는 이웃한 복수의 Ra끼리, 혹은 복수의 Rb끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    8) 상기 L'은 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,
    9) a는 0 내지 2의 정수이며, b는 0 내지 4의 정수이고,
    10) *은 결합 위치를 나타내며,
    여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 지방족고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕시기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.}
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물
    화학식 2 화학식 3
    Figure pat00078

    {상기 화학식 2 및 화학식 3에서,
    1) Ar1, Ar2, L1, L2, X1 및 X2는 상기 청구항 1에서 정의된 바와 동일하며,
    2) R1, R2 및 R3은 상기 청구항 1의 Ra의 정의와 동일하고,
    3) c, d, e 및 f는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.}
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 4 내지 화학식 12 중 어느 하나로 표시되는 화합물
    화학식 4 화학식 5 화학식 6
    Figure pat00079

    화학식 7 화학식 8 화학식 9
    Figure pat00080

    화학식 10 화학식 11 화학식 12
    Figure pat00081

    {상기 화학식 4 내지 화학식 12에서,
    1) Ar1, Ar2, L1, L2, X1, Y1, Y2, Ra, Rb, a 및 b는 상기 청구항 1에서 정의된 바와 동일하며,
    2) R1, R2, R3, c, d 및 e는 상기 청구항 2에서 정의된 바와 동일하고,
    3) L2 및 Ar2는 상기 청구항 1의 Ra로 더욱 치환될 수 있다.}
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 하기 화합물들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물
    Figure pat00082

    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090

    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094

    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098

    Figure pat00099

    Figure pat00100

    Figure pat00101

    Figure pat00102

    Figure pat00103

  5. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서, 상기 유기물층은 제1항의 화학식 1로 표시되는 단독화합물 또는 2 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송보조층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  7. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 발광보조층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  8. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  9. 제5항에 있어서, 상기 양극과 음극의 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 적어도 일면에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함하는 유기전기소자
  10. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 광효율 개선층인 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  11. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 양극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  12. 제5항에 있어서, 상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자
  13. 제5항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치
  14. 제13항에 있어서, 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자(OLED), 유기태양전지, 유기감광체(OPC), 유기트랜지스터(유기 TFT), 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자 장치
KR1020200118496A 2020-09-15 2020-09-15 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 KR20220036459A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200118496A KR20220036459A (ko) 2020-09-15 2020-09-15 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
PCT/KR2021/012423 WO2022060036A1 (ko) 2020-09-15 2021-09-13 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200118496A KR20220036459A (ko) 2020-09-15 2020-09-15 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220036459A true KR20220036459A (ko) 2022-03-23

Family

ID=80777132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200118496A KR20220036459A (ko) 2020-09-15 2020-09-15 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220036459A (ko)
WO (1) WO2022060036A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214364A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Bando Chem Ind Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
DE102011102586A1 (de) * 2011-05-27 2012-11-29 Merck Patent Gmbh Organische elektronische Vorrichtung
JP2014110357A (ja) * 2012-12-03 2014-06-12 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd カルバゾリル基を有する環状化合物を含む有機ｅｌ材料及びそれを用いた有機ｅｌ素子
KR20150004214A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 최돈수 유기 전기 발광 소자용 발광 재료, 이를 이용한 유기 전기 발광 소자 및 유기 전기 발광 소자용 재료
KR102623053B1 (ko) * 2018-12-05 2024-01-10 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022060036A1 (ko) 2022-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101857632B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101668448B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102641712B1 (ko) 유기전기소자
EP3305766A1 (en) Compound for organic electrical element, organic electrical element using same, and electronic device therefor
KR101686835B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220007767A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20200046229A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102462241B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210122382A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
EP4215528A1 (en) Compound for organic electrical element, organic electrical element using same and electronic device thereof
KR102326512B1 (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210047053A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102407840B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210020211A (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220001621A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210127293A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
US11787789B2 (en) Compound for an organic electric element, an organic electric element using the same, and an electronic device thereof
KR20210048643A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102492216B1 (ko) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220006291A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220055202A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210134110A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20220022937A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210080678A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20210145002A (ko) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal