KR20230045738A - 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

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

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고종훈
이남헌
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정성현
정호국
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Abstract

화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
상기 화학식 1에 대한 내용은 명세서에서 정의한 바와 같다.

Description

유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치{COMPOUND FOR ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE, COMPOSITION FOR ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE, ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
유기 광전자 소자용 화합물, 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 주목받고 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 유기 광전자 소자용 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기 광전자 소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X1은 O 또는 S이고,
R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R1 내지 R5 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표시되며,
[화학식 a]
Figure pat00002
Z1 내지 Z3은 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z1 내지 Z3 중 적어도 둘은 N이고,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이며,
Ra는 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이다.
다른 구현예에 따르면, 제1 화합물, 및 제2 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
상기 제1 화합물은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물이며, 상기 제2 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에서,
X2는 O, S, NRb, CRcRd 또는 SiReRf이고,
Rb, Rc, Rd, Re, Rf, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
환 A는 하기 그룹 Ⅱ에 나열된 고리 중에서 선택되는 어느 하나이고,
[그룹 Ⅱ]
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
상기 그룹 Ⅱ에서,
*은 연결 지점이고,
X3은 O, S, NRg, CRhRi 또는 SiRjRk이고,
Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R11 내지 R20 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
[화학식 b]
Figure pat00010
상기 화학식 b에서,
L4 내지 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
*는 연결 지점이다.
또 다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 양극과 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 유기 광전자 소자용 화합물 또는 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 1은 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 헤테로아릴기, 또는 시아노기로 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 시아노기로 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, 시아노기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 시아노기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기로 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, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는, 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 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜일기 치환 또는 비치환된 디벤조실롤일기 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, 정공 특성이란, 전기장(electric field)을 가했을 때 전자를 공여하여 정공을 형성할 수 있는 특성을 말하는 것으로, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란, 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00011
상기 화학식 1에서,
X1은 O 또는 S이고,
R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R1 내지 R5 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표시되며,
[화학식 a]
Figure pat00012
Z1 내지 Z3은 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z1 내지 Z3 중 적어도 둘은 N이고,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이며,
Ra는 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이다.
화학식 1로 표시되는 화합물은 융합 크산텐 (xanthene) 코어에 피리미딘 또는 트리아진이 치환된 구조를 갖는다.
융합 크산텐 (xanthene) 코어를 포함하는 구조는 전하 이동도가 높고 전류 온/오프비가 크므로, 이를 적용한 유기 발광 소자는 고효율, 저전압 및 장수명 특성을 구현할 수 있다.
특히, 피리미딘 또는 트리아진이 치환됨에 따라, 높은 전자 이동도를 가지게 되어 구동 전압을 낮출 수 있다.
또한, 다환 융합 구조에 -O- (또는 -S-) 브릿지를 포함하고 있어 이러한 브릿지가 없는 구조 대비 유리 전이 온도 (Tg)가 높아지므로 공정성과 안정성 측면에서 유리한 효과가 있다.
상기 화학식 1은 피리미딘 또는 트리아진의 치환 위치에 따라 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00013
[화학식 1-2]
Figure pat00014
[화학식 1-3]
Figure pat00015
[화학식 1-4]
Figure pat00016
[화학식 1-5]
Figure pat00017
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서,
X1, R1 내지 R10, L1 내지 L3, Z1 내지 Z3, Ar1 및 Ar2은 전술한 바와 같다.
일 예로 본 발명에 따른 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 크라이세닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조실롤일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디나프토퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디나프토티오펜일기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트로퓨란일기, 또는 치환 또는 비치환된 벤조페난트로티오펜일기일 수 있다.
구체적인 일 실시예에서, 상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기 또는 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란일기일 수 있다.
일 예로 상기 *-L2-Ar1 및 *-L3-Ar2는 각각 독립적으로 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기 중에서 선택될 수 있다.
[그룹 Ⅰ]
Figure pat00018
상기 그룹 Ⅰ에서, *은 연결 지점이다.
예컨대 화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
[1] [2] [3] [4]
Figure pat00019
[5] [6] [7] [8]
Figure pat00020
[9] [10] [11] [12]
Figure pat00021
[13] [14] [15] [16]
Figure pat00022
[17] [18] [19] [20]
Figure pat00023
[21] [22] [23] [24]
Figure pat00024
[25] [26] [27] [28]
Figure pat00025
[29] [30] [31] [32]
Figure pat00026
[33] [34] [35] [36]
Figure pat00027
[37] [38] [39] [40]
Figure pat00028
[41] [42] [43] [44]
Figure pat00029
[45] [46] [47] [48]
Figure pat00030
[49] [50] [51] [52]
Figure pat00031
[52] [54] [55] [56]
Figure pat00032
[57] [58] [59] [60]
Figure pat00033
[61] [62] [63] [64]
Figure pat00034
[65] [66] [67] [68]
Figure pat00035
[69] [70] [71] [72]
Figure pat00036
[73] [74] [75] [76]
Figure pat00037
[77] [78] [79] [80]
Figure pat00038
[81] [82] [83] [84]
Figure pat00039
[85] [86] [87] [88]
Figure pat00040
[89] [90] [91] [92]
Figure pat00041
[93] [94] [95] [96]
Figure pat00042
[97] [98] [99] [100]
Figure pat00043
[101] [102] [103] [104]
Figure pat00044
[105] [106] [107] [108]
Figure pat00045
[109] [110] [111] [112]
Figure pat00046
[113] [114] [115] [116]
Figure pat00047
다른 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 조성물은 제1 화합물, 및 제2 화합물을 포함하고, 상기 제1 화합물은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물이며, 상기 제2 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00048
상기 화학식 2에서,
X2는 O, S, NRb, CRcRd 또는 SiReRf이고,
Rb, Rc, Rd, Re, Rf, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
환 A는 하기 그룹 Ⅱ에 나열된 고리 중에서 선택되는 어느 하나이고,
[그룹 Ⅱ]
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
상기 그룹 Ⅱ에서,
*은 연결 지점이고,
X3은 O, S, NRg, CRhRi 또는 SiRjRk이고,
Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R11 내지 R20 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
[화학식 b]
Figure pat00055
상기 화학식 b에서,
L4 내지 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
*는 연결 지점이다.
상기 제2 화합물은 카바졸/융합카바졸/융합디벤조퓨란/융합디벤조티오펜/융합디벤조실롤에 아민이 치환된 구조일 수 있고, 추가 벤젠 고리의 종류 및 융합 위치에 따라 예컨대 하기 화학식 2-Ⅰ 내지 화학식 2-Ⅸ 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 2-Ⅰ] [화학식 2-Ⅱ]
Figure pat00056
Figure pat00057
[화학식 2-Ⅲ] [화학식 2-Ⅳ]
Figure pat00058
Figure pat00059
[화학식 2-Ⅴ] [화학식 2-Ⅵ]
Figure pat00060
Figure pat00061
[화학식 2-Ⅶ] [화학식 2-Ⅷ]
Figure pat00062
Figure pat00063
[화학식 2-Ⅸ]
Figure pat00064
상기 화학식 2-Ⅰ 내지 화학식 2-Ⅸ에서,
X2, X3, R11 내지 R20은 전술한 바와 같다.
또한, 아민기의 치환 방향에 따라 상기 제2 화합물은 하기 화학식 2-ⅠA 내지 화학식 2-ⅨA, 화학식 2-ⅠB 내지 화학식 2-ⅨB 및 화학식 2-ⅠC 내지 화학식 2-ⅢC 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 2-ⅠA] [화학식 2-ⅡA]
Figure pat00065
Figure pat00066
[화학식 2-ⅢA] [화학식 2-ⅣA]
Figure pat00067
Figure pat00068
[화학식 2-ⅤA] [화학식 2-ⅥA]
Figure pat00069
Figure pat00070
[화학식 2-ⅦA] [화학식 2-ⅧA]
Figure pat00071
Figure pat00072
[화학식 2-ⅨA]
Figure pat00073
[화학식 2-ⅠB] [화학식 2-ⅡB]
Figure pat00074
Figure pat00075
[화학식 2-ⅢB] [화학식 2-ⅣB]
Figure pat00076
Figure pat00077
[화학식 2-ⅤB] [화학식 2-ⅥB]
Figure pat00078
Figure pat00079
[화학식 2-ⅦB] [화학식 2-ⅧB]
Figure pat00080
Figure pat00081
[화학식 2-ⅨB] [화학식 2-ⅠC]
Figure pat00082
Figure pat00083
[화학식 2-ⅡC] [화학식 2-ⅢC]
Figure pat00084
Figure pat00085
상기 화학식 2-ⅠA 내지 화학식 2-ⅨA, 화학식 2-ⅠB 내지 화학식 2-ⅨB, 및 화학식 2-ⅠC 내지 화학식 2-ⅢC에서,
X2, X3, L4 내지 L6, Ar3 및 Ar4는 전술한 바와 같고,
R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
일 실시예에 따른 제2 화합물은 상기 화학식 2-ⅣB 또는 화학식 2-ⅧB로 표현될 수 있다.
일 예로 상기 화학식 2-ⅣB의 X2는 NRb일 수 있다.
일 예로 상기 화학식 2-ⅧB의 X2는 O 또는 S이고, X3은 CRhRi 또는 SiRjRk일 수 있다.
여기서 Rb, Rh, Ri, Rj 및 Rk는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기일 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따른 제2 화합물은 하기 화학식 2-ⅣB-2 또는 화학식 2-ⅧB-2로 표현될 수 있다.
[화학식 2-ⅣB-2] [화학식 2-ⅧB-2]
Figure pat00086
Figure pat00087
상기 화학식 2-ⅣB-2 및 화학식 2-ⅧB-2에서,
L4 내지 L6은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고,
상기 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
X2는 NRb, O 또는 S이고,
X3은 CRhRi 또는 SiRjRk이고,
Rb, Rh, Ri, Rj 및 Rk는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
R11, R12, R15 및 R18은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
일 예로 상기 L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기일 수 있다.
일 예로 상기 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 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, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라노플루오레닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜플루오레닐기일 수 있다.
예컨대 상기 제2 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
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
[2-1] [2-2] [2-3] [2-4]
Figure pat00104
[2-5] [2-6] [2-7]
Figure pat00105
Figure pat00106
[2-8] [2-9]
Figure pat00107
[2-10] [2-11] [2-12]
Figure pat00108
[2-13] [2-14] [2-15]
Figure pat00109
Figure pat00110
[2-16] [2-17]
Figure pat00111
[2-18] [2-19] [2-20]
Figure pat00112
[2-21] [2-22]
Figure pat00113
Figure pat00114
[2-23] [2-24] [2-25] [2-26]
Figure pat00115
[2-27] [2-28] [2-29] [2-30]
Figure pat00116
Figure pat00117
[2-31] [2-32] [2-33] [2-34]
Figure pat00118
Figure pat00119
[2-35] [2-36] [2-37] [2-38]
Figure pat00120
[2-39] [2-40]
Figure pat00121
[2-41] [2-42] [2-43] [2-44]
Figure pat00122
Figure pat00123
[2-45] [2-46] [2-47] [2-48]
Figure pat00124
[2-49] [2-50]
Figure pat00125
[2-51] [2-52]
Figure pat00126
[2-53] [2-54] [2-55] [2-56] [2-57]
Figure pat00127
[2-58] [2-59] [2-60]
Figure pat00128
[2-61] [2-62] [2-63] [2-64]
Figure pat00129
[2-65] [2-66] [2-67] [2-68]
Figure pat00130
Figure pat00131
[2-69] [2-70] [2-71] [2-72]
Figure pat00132
[2-73] [2-74] [2-75] [2-76]
Figure pat00133
[2-77] [2-78] [2-79] [2-80]
Figure pat00134
Figure pat00135
Figure pat00136
[2-81] [2-82] [2-83]
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
[2-84] [2-85] [2-86]
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
[2-87] [2-88] [2-89]
Figure pat00143
Figure pat00144
Figure pat00145
[2-90] [2-91] [2-92] [2-93]
Figure pat00146
[2-94] [2-95] [2-96] [2-97]
Figure pat00147
[2-98] [2-99] [2-100] [2-101]
Figure pat00148
[2-102] [2-103] [2-104] [2-105]
Figure pat00149
[2-106] [2-107] [2-108] [2-109]
Figure pat00150
[2-110] [2-111] [2-112] [2-113]
Figure pat00151
[2-114] [2-115] [2-116] [2-117]
Figure pat00152
[2-118] [2-119] [2-120] [2-121]
Figure pat00153
[2-122] [2-123] [2-124] [2-125]
Figure pat00154
[2-126] [2-127] [2-128] [2-129]
Figure pat00155
[2-130] [2-131] [2-132] [2-133]
Figure pat00156
[2-134] [2-135] [2-136] [2-137]
Figure pat00157
[2-138] [2-139] [2-140] [2-141]
Figure pat00158
[2-142] [2-143] [2-144] [2-145]
Figure pat00159
[2-146] [2-147] [2-148] [2-149]
Figure pat00160
[2-150] [2-151] [2-152] [2-153]
Figure pat00161
[2-154] [2-155] [2-156] [2-157]
Figure pat00162
[2-158] [2-159] [2-160] [2-161]
Figure pat00163
[2-162] [2-163] [2-164] [2-165]
Figure pat00164
[2-166] [2-167] [2-168] [2-169]
Figure pat00165
[2-170] [2-171] [2-172] [2-173]
Figure pat00166
[2-174] [2-175] [2-176] [2-177]
Figure pat00167
[2-178] [2-179] [2-180] [2-181]
Figure pat00168
[2-182] [2-183] [2-184] [2-185]
Figure pat00169
[2-186] [2-187] [2-188] [2-189]
Figure pat00170
[2-190] [2-191] [2-192] [2-193]
Figure pat00171
[2-194] [2-195] [2-196] [2-197]
Figure pat00172
[2-198] [2-199] [2-200] [2-201]
Figure pat00173
[2-202] [2-203] [2-204] [2-205]
제1 화합물과 제2 화합물은 예컨대 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 제1 화합물의 전자 수송 능력과 제2 화합물의 정공 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 80:20의 중량비로 포함될 수 있고, 예컨대 약 20:80 내지 약 70: 30, 약 20:80 내지 약 60:40, 그리고 약 30:70 내지 약 60:40의 중량비로 포함될 수 있다. 구체적인 일 예로, 40:60, 50:50 또는 60:40의 중량비로 포함될 수 있다.
전술한 제1 화합물 및 제2 화합물 외에 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
전술한 유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용 조성물은 도펀트를 더 포함하는 조성물일 수 있다.
도펀트는 예컨대 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색, 녹색 또는 청색의 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색 또는 녹색 인광 도펀트일 수 있다.
도펀트는 유기 광전자 소자용 화합물 또는 조성물에 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]
L7MX4
상기 화학식 Z에서, M은 금속이고, L7 및 X4는 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 L7 및 X4는 예컨대 바이덴테이트 리간드일 수 있다.
L7 및 X4로 표시되는 리간드의 예로는 하기 그룹 A에 나열된 화학식에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 A]
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
상기 그룹 A에서,
R300 내지 R302는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C30의 알킬기, C1 내지 C30의 알킬이 치환되거나 치환되지 않은 C6 내지 C30 아릴기 또는 할로겐이고,
R303 내지 R324는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴아미노기, SF5, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기를 가지는 트리알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기와 C6 내지 C30의 아릴기를 가지는 디알킬아릴실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기를 가지는 트리아릴실릴기이다.
일 예로 하기 화학식 Ⅴ로 표시되는 도펀트를 포함할 수 있다.
[화학식 Ⅴ]
Figure pat00177
상기 화학식 Ⅴ에서,
R101 내지 R116은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 -SiR132R133R134이고,
상기 R132 내지 R134은 각각 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이고,
R101 내지 R116 중 적어도 하나는 하기 화학식 Ⅴ-1로 표시되는 작용기이고,
L100은 1가 음이온의 두자리(bidentate) 리간드로, 탄소 또는 헤테로원자의 비공유 전자쌍을 통하여 이리듐에 배위결합하는 리간드이고,
n1 및 n2은 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수 중 어느 하나이고, n1 + n2는 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이고,
[화학식 Ⅴ-1]
Figure pat00178
상기 화학식 Ⅴ-1에서,
R135 내지 R139은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 -SiR132R133R134이고,
*는 탄소 원자와 연결되는 부분을 의미한다.
일 예로 하기 화학식 Z-1로 표시되는 도펀트를 포함할 수도 있다.
[화학식 Z-1]
Figure pat00179
상기 화학식 Z-1에서, 고리 A, B, C, 및 D는 각각 독립적으로 5원 또는 6원 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리를 나타내고;
RA, RB, RC, 및 RD는 각각 독립적으로 일치환, 이치환, 삼치환, 또는 사치환, 또는 비치환을 나타내고;
LB, LC, 및 LD은 각각 직접 결합, BR, NR, PR, O, S, Se, C=O, S=O, SO2, CRR', SiRR', GeRR', 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 독립적으로 선택되고;
nA이 1인 경우, LE는 직접 결합, BR, NR, PR, O, S, Se, C=O, S=O, SO2, CRR', SiRR', GeRR', 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; nA이 0인 경우, LE는 존재하지 않고;
RA, RB, RC, RD, R, 및 R'은 각각 수소, 중수소, 할로겐, 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로알킬기, 아릴알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기, 실릴기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 헤테로알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 니트릴기, 이소니트릴기, 설파닐기, 설피닐기, 설포닐기, 포스피노기, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 독립적으로 선택되고; 임의의 인접 RA, RB, RC, RD, R, 및 R'은 임의 연결되어 고리를 형성하고; XB, XC, XD, 및 XE는 각각 탄소 및 질소로 이루어진 군에서 독립적으로 선택되고; Q1, Q2, Q3, 및 Q4 는 각각 산소 또는 직접 결합을 나타낸다.
일 실시예에 따른 도펀트는 백금 착물일 수 있으며, 예컨대 하기 화학식 Ⅵ로 표현될 수 있다.
[화학식 Ⅵ]
Figure pat00180
상기 화학식 Ⅵ에서,
X100은 O, S 및 NR131 중에서 선택되고,
R117 내지 R131은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 - SiR132R133R134이고,
상기 R132 내지 R134은 각각 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이고,
R117 내지 R131중 적어도 하나는 -SiR132R133R134 또는 tert-부틸기이다.
이하 상술한 유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용 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 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 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: PEDOT), 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 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층(105)은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
상기 유기층(105)는 발광층(130)을 포함하고, 발광층(130)은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
도펀트를 더욱 포함하는 상기 유기 광전자 소자용 조성물은 예컨대 적색 발광 조성물일 수 있다.
발광층(130)은 예컨대 전술한 제1 화합물과 제2 화합물을 각각 인광 호스트로서 포함할 수 있다.
유기층은 발광층 외에 전하 수송 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 수송 영역은 예컨대 정공 수송 영역(140)일 수 있다.
상기 정공 수송 영역(140)은 양극(120)과 발광층(130) 사이의 정공 주입 및/또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 구체적으로 상기 정공 수송 영역(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 B에 나열된 화합물 중 적어도 하나는 상기 정공 수송층, 및 정공 수송 보조층 중 적어도 하나의 층에 포함될 수 있다.
[그룹 B]
Figure pat00181
Figure pat00182
Figure pat00183
Figure pat00184
Figure pat00185
Figure pat00186
Figure pat00187
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Figure pat00191
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Figure pat00194
Figure pat00195
Figure pat00196
Figure pat00197
Figure pat00198
Figure pat00199
Figure pat00200
Figure pat00201
Figure pat00202
Figure pat00203
상기 정공 수송 영역(140)에는 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, 상기 전하 수송 영역은 예컨대 전자 수송 영역(150)일 수 있다.
상기 전자 수송 영역(150)은 음극(110)과 발광층(130) 사이의 전자 주입 및/또는 전자 이동성을 더욱 높이고 정공을 차단할 수 있다.
구체적으로 상기 전자 수송 영역(150)은 음극(110)과 발광층(130) 사이의 전자 수송층, 및 상기 발광층(130)과 상기 전자 수송층 사이의 전자 수송 보조층을 포함할 수 있고, 하기 그룹 C에 나열된 화합물 중 적어도 하나는 상기 전자 수송층, 및 전자 수송 보조층 중 적어도 하나의 층에 포함될 수 있다.
[그룹 C]
Figure pat00204
Figure pat00205
Figure pat00206
Figure pat00207
Figure pat00208
Figure pat00209
Figure pat00210
Figure pat00211
Figure pat00212
Figure pat00213
Figure pat00214
Figure pat00215
Figure pat00216
일 구현예는 유기층으로서 발광층을 포함한 유기 발광 소자일 수 있다.
다른 일 구현예는 유기층으로서 발광층 및 정공 수송 영역을 포함한 유기 발광 소자일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 유기층으로서 발광층 및 전자 수송 영역을 포함한 유기 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 소자는 도 1에서와 같이 유기층(105)으로서 발광층(130) 외에 정공 수송 영역(140) 및 전자 수송 영역(150)을 포함할 수 있다.
한편, 유기 발광 소자는 전술한 유기층으로서 발광층 외에 추가로 전자주입층(미도시), 정공주입층(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.
유기 발광 소자(100)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.
(유기 광전자 소자용 화합물의 제조)
본 발명의 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 화합물을 하기 단계를 통해 합성하였다.
합성예 1: 중간체 A의 합성
[반응식 1]
Figure pat00217
1단계: 중간체 A-1의 합성
둥근바닥 플라스크에 8-bromonaphthalene-1-ol 40.0 g (179.32 mmol), Iodomethane 50.9 g (358.63 mmol), K2CO3 49.57 g (358.63 mmol)을 DMF 500ml에 용해시킨 후 60℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 농축하고 Methylene Chloride로 추출하여 유기층을 Silicagel columm 하여 중간체 A-1 35.0g (Yield 82%)을 얻었다.
2단계: 중간체 A-2의 합성
중간체 A-1 35.0 g (147.62 mmol), Bis(pinacolato)diboron 41.23 g (162.38 mmol), Pd2(dba)3 8.11 g (8.86 mmol), P(Cy)3 9.94 g (35.43 mmol), 및 KOAc 43.37 g (442.85 mmol)을 Xylene 200 ml에 용해시킨 후 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 반응 용매를 회전식 증발기로 제거한 후 Methylene Chloride로 추출하여 유기층을 Hexane : EA = 4 : 1(v/v) 로 컬럼하여 중간체 A-2 38.5 g (92% Yield)을 얻었다.
3단계: 중간체 A-3의 합성
둥근 바닥 플라스크에 중간체 A-2 38.5 g (135.21 mmol), 2-bromo-4-chlorophenol 25.5.0 g (122.92 mmol), Pd(PPh3)4 4.26 g (3.69 mmol), 및 K2CO3 33.98 g (245.84 mmol)을 넣고 THF 600 mL, 및 증류수 300 mL에 녹인 후 질소 대기하에서 가열 환류하였다. 12 시간 후 반응액을 냉각시키고, 물층을 제거한 후, 유기층을 감압하에서 건조시켰다. 얻어진 고체를 물과 Methanol로 씻어준 후, 고체를 Toluene 200 mL로 재결정하여 중간체 A-3 27.0 g(78% 수율) 얻었다.
4단계: 중간체 A-4의 합성
둥근 바닥 플라스크에 중간체 A-3 27 g (94.82 mmol)와 Triflic anhydride 26.75 g (94.82 mmol)를 MC에 녹여 0℃에서 30분간 교반한 후 Triethylamine 19.72 g (142.24 mmol)을 천천히 drop하고 투입이 완료되면 서서히 상온으로 올려 추가로 3시간 동안 교반하였다. 반응 완료 후 다시 0℃로 온도를 하강하고 얼음을 천천히 투입하여 산을 ??칭하고 Methylene Chloride로 추출하여 유기층을 Silicagel columm 하여 중간체 A-4 33.0g (Yield 83%)을 얻었다.
5단계: 중간체 A-5의 합성
중간체 A-4 33 g (79.17 mmol), 트리메틸실릴아세틸렌 15.55 g (158.35 mmol), CuI 18.09 g (95.01 mmol), Pd(PPh3)4 4.57 g (3.96 mmol)을 트리에틸아민 320 ml에 용해한 후 70℃에서 6시간 동안 환류교반 하였다. 반응이 완료된 후 반응액의 온도를 0℃로 낮추고 1N HCl로 중화하였다. 이후 에틸아세테이트로 3회 추출하고 무수 황산마그네슘으로 건조 후 감압 증류하여 얻은 유기층을 Silicagel columm 하여 중간체 A-5 19.0g (Yield 82%)을 얻었다.
6단계: 중간체 A-6의 합성
중간체 A-5 19.0 g (64.9 mmol)과 PtCl2 0.86g (3.24 mmol)을 톨루엔 300ml에 용해한 후 80℃에서 24시간 동안 환류교반 하였다. 물로 반응을 종결시킨 후 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 분리한 유기층을 무수 황산 마그네슘으로 건조 및 감압 증류한 후 Silicagel columm 하여 중간체 A-6 17g (Yield 89%)을 얻었다.
7단계: 중간체 A-7의 합성
중간체 A-6 17 g (58.07 mmol)와 Pyridinium chloride 67 g (580.68 mmol)을 200℃에서 12시간 동안 환류교반 하였다. 반응이 완료된 후 80℃ 이하로 반응액의 온도를 하강하고 물을 첨가하여 중화하였다. 이후 에틸아세테이트로 3회 추출하고 무수 황산마그네슘으로 건조 후 감압 증류하여 얻은 유기층을 Silicagel columm 하여 중간체 A-7 14.0g (Yield 85%)을 얻었다. LC/MS calculated for: C18H11ClO Exact Mass: 278.05 found for 278.64 [M+H]
8단계: 중간체 A-8의 합성
중간체 A-7 14.0g (50.23 mmol)을 나이트로벤젠(300ml)에 용해시킨 다음 CuI 9.57 g (50.23 mmol)을 천천히 적가한 뒤 180℃에서 50시간 동안 환류 교반하였다. 반응이 완료된 후 반응 온도를 상온까지 천천히 낮춘 후 나이트로벤젠을 감압 증류로 제거하여 얻은 유기층을 Silicagel columm 하여 중간체 A-8 10.0g (Yield 72%)을 얻었다. LC/MS calculated for: C18H9ClO Exact Mass: 276.03 found for 276.61 [M+H]
9단계: 중간체 A의 합성
중간체 A-8 10.0 g (36.23 mmol), Bis(pinacolato)diboron 11.04 g (43.47 mmol), Pd2(dba)3 1.99 g (2.17 mmol), P(Cy)3 2.44 g (8.69 mmol), 및 KOAc 10.67 g (108.68 mmol)을 Xylene 100 ml에 용해시킨 후 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응이 완료되면 반응 용매를 회전식 증발기로 제거한 후 Methylene Chloride로 추출하여 유기층을 Hexane : EA = 4 : 1(v/v) 로 컬럼하여 중간체 A 12.3 g (92% Yield)을 획득하였다. LC/MS calculated for: C24H21BO3 Exact Mass 368.16 found for 368.54 [M+H]
합성예 2: 화합물 1의 합성
[반응식 2]
Figure pat00218
둥근 바닥 플라스크에 중간체 A 12.0 g (32.87 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (Int-1) 8.0 g (29.88 mmol), Pd(PPh3)4 1.04 g (0.9 mmol), 및 K2CO3 8.26 g (59.76 mmol)을 넣고 THF 150 mL, 및 증류수 75 mL에 녹인 후 질소 대기하에서 가열 환류하였다. 12 시간 후 반응액을 냉각시키고, 물층을 제거한 후, 유기층을 감압 하에서 건조시켰다. 얻어진 고체를 물과 Methanol로 씻어준 후, 고체를 Toluene 200 mL로 2회 재결정하여 화합물 1 11.0 g(78% 수율)을 얻었다. LC/MS calculated for: C33H19N3O Exact Mass 473.15 found for 473.54 [M+H]
합성예 3: 중간체 B의 합성
Figure pat00219
상기 합성예 1의 3단계에서 2-bromo-4-chlorophenol 대신 2-bromo-5-chlorophenol을 사용하여 반응한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 합성하였다. C24H21BO3 Exact Mass 368.16 found for 368.24 [M+H]
합성예 4 내지 9
합성예 2에서 중간체 A 또는 중간체 B와 Int-1 대신 하기 Int B의 화합물을 각각 사용하여 합성예 2와 동일한 방법으로 반응시켜 하기 표 1에 따른 화합물을 합성하였다.
합성예 Int A Int B 최종
생성물		 수득량
(수율)		 최종생성물의
물성 데이터
합성예 4 중간체 A int-2 3 11.0g, (72%) LC/MS calculated for: C43H25N3O Exact Mass: 599.2 found for 599.5 [M+H]
합성예 5 중간체 A int-3 4 12.0g, (76%) LC/MS calculated for: C39H21N3O2 Exact Mass: 563.16 found for 563.7 [M+H]
합성예 6 중간체 A int-4 5 11.5g, (76%) LC/MS calculated for: C43H25N3O Exact Mass: 599.20 found for 599.62 [M+H]
합성예 7 중간체 A int-5 6 10.8g, (74%) LC/MS calculated for: C47H27N3O Exact Mass: 649.22 found for 649.63 [M+H]
합성예 8 중간체 B int-1 7 10.4g, (73%) LC/MS calculated for: C33H19N3O Exact Mass: 473.15 found for [M+H] 473.41
합성예 9 중간체 A int-6 8 9.8g, (73%) LC/MS calculated for: C44H26N2O Exact Mass: 598.2 found for 598.8 [M+H]
<Int A>
Figure pat00220
중간체 A 중간체 B
<Int B>
Figure pat00221
int-1 int-2 int-3 int-4
Figure pat00222
int-5 int-6
비교합성예 1: 화합물 R1의 합성
[반응식 3]
Figure pat00223
둥근 바닥 플라스크에 중간체 B 10.0 g (27.15 mmol), 3-(4'-chloro-[1,1'-binaphthalen]-4-yl)pyridine 9.0 g (24.68 mmol), Pd(PPh3)4 0.86 g (0.74 mmol), 및 K2CO3 6.82 g (49.36 mmol)을 넣고 THF 150 mL, 및 증류수 75 mL에 녹인 후 질소 대기하에서 가열 환류하였다. 12 시간 후 반응액을 냉각시키고, 물층을 제거한 후, 유기층을 감압하에서 건조시킨다. 얻어진 고체를 물과 Methanol로 씻어준 후, 고체를 Toluene 200 mL로 2회 재결정하여 화합물 R1 10.4 g(74% 수율) 얻었다. LC/MS calculated for: C43H25NO Exact Mass 571.13 found for 571.78 [M+H]
비교합성예 2: 화합물 R2의 합성
[반응식 4]
Figure pat00224
둥근 바닥 플라스크에 중간체 B 10.0 g (27.15 mmol), 4-chloro-4'-phenyl-1,1'-binaphthalene 9.03 g (24.68 mmol), Pd(PPh3)4 0.86 g (0.74 mmol), 및 K2CO3 6.82 g (49.36 mmol)을 넣고 THF 150 mL, 및 증류수 75 mL에 녹인 후 질소 대기하에서 가열 환류하였다. 12 시간 후 반응액을 냉각시키고, 물층을 제거한 후, 유기층을 감압하에서 건조시킨다. 얻어진 고체를 물과 Methanol로 씻어준 후, 고체를 Toluene 200 mL로 2회 재결정하여 화합물 R2 10.0 g(71% 수율) 얻었다. LC/MS calculated for: C44H26O Exact Mass 570.20 found for 570.61 [M+H]
합성예 10: 화합물 A-84의 합성
[반응식 5]
Figure pat00225
1단계: 중간체 2-1a의 합성
phenylhydrazinehydrochloride (70.0g, 484.1 mmol), 및 7-bromo-3,4-dihydro-2H-naphthalen-1-one (108.9g, 484.1 mmol)을 환저플라스크에 넣고 에탄올(1200ml)에 녹인다. 상온에서 염산 60 mL를 천천히 적가한 후 90℃에서 12시간 동안 교반한다. 반응이 종료되면 용매를 감압 하에서 제거한 후 과량의 EA로 추출한다. 유기용매를 감압하에 제거하고 소량의 메탄올 속에서 교반시킨 후 필터하여 중간체 2-1a을 95.2g(66%) 수득하였다.
2단계: 중간체 2-1b의 합성
중간체 2-1a (95.2g, 319.3 mmol), 및 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (108.7g, 478.9 mmol)을 둥근바닥 플라스크에 넣고 톨루엔(600ml)에 녹인다. 80℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 반응용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 중간체 2-1b를 41.3g(44%) 수득하였다.
3단계: 중간체 2-1c의 합성
중간체 2-1b (41.3g, 139.0 mmol), iodobenzene (199.2g, 976.0 mmol), CuI (5.31g, 28.0 mmol), K2CO3 (28.9g, 209.0 mmol), 및 1,10-phenanthroline (5.03g, 28.0 mmol)을 환저플라스크에 넣고 DMF(500ml)에 녹인다. 180℃에서 12 시간 동안 교반한다. 반응이 종료되면 반응용매를 감압 하에서 제거한 후 디클로로메탄에 용해 후 실리카겔 여과한다. 디클로로메탄 농축 후 헥산으로 재결정하여 중간체 2-1c를 39.0g(75%) 수득하였다.
4단계: 화합물 A-84의 합성
중간체 2-1c 5.0 g (13.46　mmol)과 아민 중간체 2-1d 4.41　g (13.46　mmol), 소디움 t-부톡사이드(sodium t-butoxide) 1.94　g (20.19　mmol), 및 Tri-tert-부틸포스핀(butylphosphine) 0.54g (1.35　mmol)을 톨루엔 100　ml에 용해 시키고, Pd(dba)2　0.37g (0.4　mmol)을 넣은 후 질소 분위기 하에서 12시간 동안 환류 교반 시켰다. 반응 종료 후 톨루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 무수황산마그네슘　으로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 생성물을　노말헥산 / 디클로로 메탄 (2　: 1　부피비)으로 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피로 정제하여 화합물 A-84를 6.4g (수율 82.0%) 을 수득 하였다.
(유기 발광 소자의 제작)
실시예 1
ITO(Indium tin oxide)가 1,500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 10분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극을 양극으로 사용하여 ITO 기판 상부에 화합물 A를 진공 증착하여 700Å 두께의 정공 주입층을 형성하고 상기 주입층 상부에 화합물 B를 50Å의 두께로 증착한 후, 화합물 C를 1,020Å의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 합성예 1에서 얻어진 화합물 1을 호스트로 사용하고 도판트로 [Ir(piq)2acac]를 2wt%로 도핑하여 진공 증착으로 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서 상기 발광층 상부에 화합물 D와 Liq를 동시에 1:1의 중량비로 진공 증착하여 300Å 두께의 전자수송층을 형성하고 상기 전자수송층 상부에 Liq 15Å과 Al 1,200Å을 순차적으로 진공 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자는 5층의 유기 박막층을 가지는 구조로 되어 있으며, 구체적으로 다음과 같다.
ITO / 화합물A (700Å) / 화합물B (50Å) / 화합물C (1,020Å) / EML [화합물 1 : [Ir(piq)2acac] = 98 : 2 (wt%/wt%)] (400Å) / 화합물D:Liq(300Å)/Liq(15Å)/Al(1,200Å)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 D: 8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinoline
실시예 2 내지 5, 비교예 1 및 2
하기 표 2에 기재한 바와 같이 호스트를 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 5, 비교예 1 및 2의 소자를 제작하였다.
실시예 6 내지 12, 비교예 3 및 4
하기 표 3에 기재한 바와 같이 호스트를 변경하고, 제1 호스트 및 제2 호스트를 5:5의 중량비로 혼합하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 6 내지 12, 비교예 3 및 4의 소자를 제작하였다.
평가
상기 실시예 1 내지 실시예 12, 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 유기발광소자의 발광효율 및 수명 특성을 평가하였다. 구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 2 및 3와 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V부터 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 0V부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10mA/cm2)의 발광 효율(cd/A)을 계산하였다.
비교예 1 및 비교예 3의 발광효율을 기준으로 한 상대 값을 계산하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(4) 수명 측정
제조된 유기발광소자에 대해 폴라로닉스 수명측정 시스템을 사용하여 실시예 1 내지 12, 및 비교예 1 내지 비교예 4의 소자를 초기휘도(cd/m2)를 6,000cd/m2로 발광시키고 시간경과에 따른 휘도의 감소를 측정하여 초기 휘도 대비 95%로 휘도가 감소된 시점을 T95 수명으로 측정하였다.
비교예 1 및 비교예 3의 T95 수명을 기준으로 한 상대 값을 계산하여 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.
구분 단독 호스트 T95 수명 (%) 효율 (%)
실시예 1 1 180 200
실시예 2 3 200 220
실시예 3 4 220 210
실시예 4 7 160 180
실시예 5 8 165 150
비교예 1 R1 100 100
비교예 2 R2 90 85
구분 호스트 T95 수명(%) 효율(%)
제1
호스트		 제2
호스트
실시예 6 1 A-84 180 200
실시예 7 3 A-84 200 220
실시예 8 4 A-84 220 210
실시예 9 5 A-84 200 210
실시예 10 6 A-84 230 160
실시예 11 7 A-84 160 180
실시예 12 8 A-84 165 150
비교예 3 R1 A-84 100 100
비교예 4 R2 A-84 92 87
표 2 및 3을 참고하면, 본 발명에 따른 화합물을 단독 호스트 및 제2 호스트와 조합한 호스트로서 사용하였을 때 비교 화합물을 사용한 것 대비 효율, 및 수명이 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.
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: 유기 발광 소자
105: 유기층
110: 음극
120: 양극
130: 발광층
140: 정공 수송 영역
150: 전자 수송 영역

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00226

    상기 화학식 1에서,
    X1은 O 또는 S이고,
    R1 내지 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    R1 내지 R5 중 적어도 하나는 하기 화학식 a로 표시되며,
    [화학식 a]
    Figure pat00227

    Z1 내지 Z3은 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
    Z1 내지 Z3 중 적어도 둘은 N이고,
    L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이며,
    Ra는 수소, 중수소, 할로겐, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5 중 어느 하나로 표시되는 것인, 유기 광전자 소자용 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00228

    [화학식 1-2]
    Figure pat00229

    [화학식 1-3]
    Figure pat00230

    [화학식 1-4]
    Figure pat00231

    [화학식 1-5]
    Figure pat00232

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5에서,
    X1, R1 내지 R10, L1 내지 L3, Z1 내지 Z3, Ar1 및 Ar2의 정의는 제1항에서와 같다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기인, 유기 광전자 소자용 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 크라이세닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디벤조실롤일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토퓨란일기, 치환 또는 비치환된 벤조나프토티오펜일기, 치환 또는 비치환된 디나프토퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디나프토티오펜일기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트로퓨란일기, 또는 치환 또는 비치환된 벤조페난트로티오펜일기인, 유기 광전자 소자용 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 *-L2-Ar1 및 *-L3-Ar2는 각각 독립적으로 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환기 중에서 선택되는 하나인 유기 광전자 소자용 화합물:
    [그룹 Ⅰ]
    Figure pat00233

    상기 그룹 Ⅰ에서, *은 연결 지점이다.
  6. 제1항에 있어서
    하기 그룹 1에 나열된 화합물 중에서 선택되는 하나인 유기 광전자 소자용 화합물:
    [그룹 1]
    [1] [2] [3] [4]
    Figure pat00234

    [5] [6] [7] [8]
    Figure pat00235

    [9] [10] [11] [12]
    Figure pat00236

    [13] [14] [15] [16]
    Figure pat00237

    [17] [18] [19] [20]
    Figure pat00238

    [21] [22] [23] [24]
    Figure pat00239

    [25] [26] [27] [28]
    Figure pat00240

    [29] [30] [31] [32]
    Figure pat00241

    [33] [34] [35] [36]
    Figure pat00242

    [37] [38] [39] [40]
    Figure pat00243

    [41] [42] [43] [44]
    Figure pat00244

    [45] [46] [47] [48]
    Figure pat00245

    [49] [50] [51] [52]
    Figure pat00246

    [52] [54] [55] [56]
    Figure pat00247

    [57] [58] [59] [60]
    Figure pat00248

    [61] [62] [63] [64]
    Figure pat00249

    [65] [66] [67] [68]
    Figure pat00250

    [69] [70] [71] [72]
    Figure pat00251

    [73] [74] [75] [76]
    Figure pat00252

    [77] [78] [79] [80]
    Figure pat00253

    [81] [82] [83] [84]
    Figure pat00254

    [85] [86] [87] [88]
    Figure pat00255

    [89] [90] [91] [92]
    Figure pat00256

    [93] [94] [95] [96]
    Figure pat00257

    [97] [98] [99] [100]
    Figure pat00258

    [101] [102] [103] [104]
    Figure pat00259

    [105] [106] [107] [108]
    Figure pat00260

    [109] [110] [111] [112]
    Figure pat00261

    [113] [114] [115] [116]
    Figure pat00262
    .
  7. 제1 화합물, 및 제2 화합물을 포함하고,
    상기 제1 화합물은 제1항에 따른 유기 광전자 소자용 화합물이고,
    상기 제2 화합물은 하기 화학식 2로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물인, 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00263

    상기 화학식 2에서,
    X2는 O, S, NRb, CRcRd 또는 SiReRf이고,
    Rb, Rc, Rd, Re, Rf, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    환 A는 하기 그룹 Ⅱ에 나열된 고리 중에서 선택되는 어느 하나이고,
    [그룹 Ⅱ]
    Figure pat00264
    Figure pat00265
    Figure pat00266

    Figure pat00267
    Figure pat00268
    Figure pat00269

    상기 그룹 Ⅱ에서,
    *은 연결 지점이고,
    X3은 O, S, NRg, CRhRi 또는 SiRjRk이고,
    Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, 및 R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    R11 내지 R20 중 적어도 하나는 하기 화학식 b로 표현되는 기이고,
    [화학식 b]
    Figure pat00270

    상기 화학식 b에서,
    L4 내지 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    *는 연결 지점이다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-Ⅰ 내지 화학식 2-Ⅸ 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 2-Ⅰ] [화학식 2-Ⅱ]
    Figure pat00271
    Figure pat00272

    [화학식 2-Ⅲ] [화학식 2-Ⅳ]
    Figure pat00273
    Figure pat00274

    [화학식 2-Ⅴ] [화학식 2-Ⅵ]
    Figure pat00275
    Figure pat00276

    [화학식 2-Ⅶ] [화학식 2-Ⅷ]
    Figure pat00277
    Figure pat00278

    [화학식 2-Ⅸ]
    Figure pat00279

    상기 화학식 2-Ⅰ 내지 화학식 2-Ⅸ에서,
    X2, X3, R11 내지 R20의 정의는 제7항에서와 같다.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 화합물은 하기 화학식 2-ⅠA 내지 화학식 2-ⅨA, 화학식 2-ⅠB 내지 화학식 2-ⅨB 및 화학식 2-ⅠC 내지 화학식 2-ⅢC 중 어느 하나로 표현되는 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 2-ⅠA] [화학식 2-ⅡA]
    Figure pat00280
    Figure pat00281

    [화학식 2-ⅢA] [화학식 2-ⅣA]
    Figure pat00282
    Figure pat00283

    [화학식 2-ⅤA] [화학식 2-ⅥA]
    Figure pat00284
    Figure pat00285

    [화학식 2-ⅦA] [화학식 2-ⅧA]
    Figure pat00286
    Figure pat00287

    [화학식 2-ⅨA]
    Figure pat00288

    [화학식 2-ⅠB] [화학식 2-ⅡB]
    Figure pat00289
    Figure pat00290

    [화학식 2-ⅢB] [화학식 2-ⅣB]
    Figure pat00291
    Figure pat00292

    [화학식 2-ⅤB] [화학식 2-ⅥB]
    Figure pat00293
    Figure pat00294

    [화학식 2-ⅦB] [화학식 2-ⅧB]
    Figure pat00295
    Figure pat00296

    [화학식 2-ⅨB] [화학식 2-ⅠC]
    Figure pat00297
    Figure pat00298

    [화학식 2-ⅡC] [화학식 2-ⅢC]
    Figure pat00299
    Figure pat00300

    상기 화학식 2-ⅠA 내지 화학식 2-ⅨA, 화학식 2-ⅠB 내지 화학식 2-ⅨB, 및 화학식 2-ⅠC 내지 화학식 2-ⅢC에서,
    X2, X3, L4 내지 L6, Ar3 및 Ar4는 제7항에서 같고,
    R11 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 화합물은 하기 화학식 2-ⅣB-2 및 화학식 2-ⅧB-2 중 어느 하나로 표현되는 것인, 유기 광전자 소자용 조성물:
    [화학식 2-ⅣB-2] [화학식 2-ⅧB-2]
    Figure pat00301
    Figure pat00302

    상기 화학식 2-ⅣB-2 및 화학식 2-ⅧB-2에서,
    L4 내지 L6은 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이고,
    상기 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
    X2는 NRb, O 또는 S이고,
    X3은 CRhRi 또는 SiRjRk이고,
    Rb, Rh, Ri, Rj 및 Rk는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
    R11, R12, R15 및 R18은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
  11. 서로 마주하는 양극과 음극,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고,
    상기 유기층은 발광층을 포함하며,
    상기 발광층은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전자 소자용 화합물; 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유기 광전자 소자용 화합물, 또는 유기 광전자 소자용 조성물은 상기 발광층의 호스트로서 포함되는 유기 광전자 소자.
  13. 제11항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치.
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