WO2012091225A1 - 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 - Google Patents

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 Download PDF

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강명순
김남수
신창주
이남헌
정호국
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Definitions

  • the present invention relates to a compound for an organic optoelectronic device capable of providing an organic optoelectronic device having excellent lifespan, efficiency, electrochemical stability, and thermal stability, and an organic light emitting device including the same.
  • An organic optoelectronic device refers to a device that requires charge exchange between an electrode and an organic material using holes or electrons.
  • Organic optoelectronic devices can be divided into two types according to the operation principle.
  • excitons are formed in the organic material layer by photons introduced into the device from an external light source, and the excitons are separated into electrons and holes, and these electrons and holes are transferred to different electrodes to be used as current sources (voltage sources). It is an electronic device of the form.
  • the second is an electronic device in which holes or electrons are injected into an organic semiconductor forming an interface with the electrodes by applying voltage or current to two or more electrodes, and operated by the injected electrons and holes.
  • organic optoelectronic devices include organic photoelectric devices, organic light emitting devices, organic solar cells, organic photo conductor drums, organic transistors, etc., all of which are used to inject or transport holes for driving the device, electrons Requires injection or transport material, or luminescent material.
  • organic light emitting diodes are attracting attention as the demand for flat panel displays increases.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • Such an organic light emitting device converts electrical energy into light by applying a current to an organic light emitting material, and has a structure in which a functional organic material layer is inserted between an anode and a cathode.
  • the organic material layer is often made of a multi-layered structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic light emitting device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
  • phosphorescent light emitting materials may be used as light emitting materials of organic photoelectric devices.
  • Such phosphorescent light emitting may be performed after the electrons transition from the ground state to the excited state, It is composed of a mechanism in which singlet excitons are non-luminescent transition into triplet excitons through intersystem crossing, and then triplet excitons emit light as they transition to the ground state.
  • the material used as the organic material layer in the organic light emitting device may be classified into a light emitting material and a charge transport material, such as a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material, and the like according to a function.
  • a charge transport material such as a hole injection material, a hole transport material, an electron transport material, an electron injection material, and the like according to a function.
  • the light emitting materials may be classified into blue, green, and red light emitting materials and yellow and orange light emitting materials required to realize better natural colors according to light emission colors.
  • the maximum emission wavelength is shifted to a long wavelength due to the intermolecular interaction, and the color purity decreases or the efficiency of the device decreases due to the emission attenuation effect.
  • the host / dopant system can be used as a light emitting material.
  • a material forming an organic material layer in the device such as a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, a host and / or a dopant among the light emitting materials
  • a hole injection material such as a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, a host and / or a dopant among the light emitting materials
  • This stable and efficient material should be preceded, and development of a stable and efficient organic material layer for an organic light emitting device has not been made yet, and therefore, development of new materials is continuously required.
  • the necessity of such a material development is the same in the other organic optoelectronic devices described above.
  • the low molecular weight organic light emitting diode is manufactured in the form of a thin film by vacuum evaporation method, so the efficiency and lifespan are good, and the high molecular weight organic light emitting diode using the inkjet or spin coating method has low initial investment cost. Large area has an advantage.
  • Both low molecular weight organic light emitting diodes and high molecular weight organic light emitting diodes are attracting attention as next-generation displays because they have advantages such as self-luminous, high-speed response, wide viewing angle, ultra-thin, high definition, durability, and wide driving temperature range.
  • advantages such as self-luminous, high-speed response, wide viewing angle, ultra-thin, high definition, durability, and wide driving temperature range.
  • conventional LCD liquid crystal display
  • no backlight is required to reduce the thickness and weight to 1/3 of the LCD.
  • the response speed is 1000 times faster than the LCD in microseconds, it is possible to implement a perfect video without afterimages. Therefore, it is expected to be spotlighted as the most suitable display in line with the recent multimedia era.
  • the luminous efficiency In order to increase the size, the luminous efficiency must be increased and the life of the device must be accompanied. In this case, the light emitting efficiency of the device should be smoothly coupled to the holes and electrons in the light emitting layer.
  • the electron mobility of the organic material is generally slower than the hole mobility, in order to efficiently combine holes and electrons in the light emitting layer, an efficient electron transport layer is used to increase the electron injection and mobility from the cathode, It should be able to block the movement of holes.
  • a compound for an organic optoelectronic device which can serve as light emitting, or electron injection and transport, and can serve as a light emitting host with an appropriate dopant.
  • An organic light emitting device having excellent lifetime, efficiency, driving voltage, electrochemical stability, and thermal stability is provided.
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, -N- or -CR'-, and R 'forms a sigma bond with any one of *; Hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, and R 1 and R 2 are the same as each other Or different, independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, Ar 1 Ar 3 is the same as or different from each other, and independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 30 aryl group; Or a substituted or unsubstit
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by the following formula (2).
  • X 1 is -N- or -CR'-, R 'is hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted A substituted C3 to C30 heteroaryl group or a combination thereof, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 An aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, Ar 1 to Ar 3 are the same as or different from each other, and independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, L 1 to L 3
  • X 1 may be N.
  • At least one of Ar 1 or Ar 2 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group.
  • Ar 1 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group
  • Ar 2 and Ar 3 may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group.
  • Ar 2 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group
  • Ar 1 and Ar 3 may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group.
  • the substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group is substituted or unsubstituted imidazolyl group, substituted or unsubstituted triazolyl group, substituted or unsubstituted tetrazolyl group, substituted or unsubstituted carbazolyl group, substituted Or an unsubstituted oxadiazolyl group, a substituted or unsubstituted oxatriazolyl group, a substituted or unsubstituted thiatriazolyl group, a substituted or unsubstituted benzimidazolyl group, a substituted or unsubstituted benzotriazolyl group , Substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted triazinyl group, substituted or unsubstituted pyrazinyl group,
  • the substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group is substituted or unsubstituted phenyl group, substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or unsubstituted florenyl group, substituted or unsubstituted spiro Florenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted terphenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted perrylenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, substituted or unsubstituted It may be an anthracenyl group or a combination thereof.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by any one of Formulas A1 to A126.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by any one of the following Formulas B1 to B125.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by any one of Formulas C1 to C127.
  • the organic optoelectronic device may be selected from the group consisting of an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic transistor, an organic photosensitive drum, and an organic memory device.
  • the organic light emitting device comprising an anode, a cathode and at least one organic thin film layer interposed between the anode and the cathode, at least any one of the organic thin film layer for the above organic optoelectronic devices It provides an organic light emitting device comprising a compound.
  • the organic thin film layer may be selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer and a combination thereof.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be included in an electron transport layer or an electron injection layer.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be included in a light emitting layer.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be used as a phosphorescent or fluorescent host material in the light emitting layer.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be used as a fluorescent blue dopant material in a light emitting layer.
  • a display device including the organic light emitting diode described above is provided.
  • 1 to 5 are cross-sectional views illustrating various embodiments of an organic optoelectronic device that may be manufactured using a compound for an organic optoelectronic device according to an embodiment of the present invention.
  • C1 to C30 alkyl group C1 to C10 alkylsilyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C6 to C30 aryl group, C1 to C10 alkoxy group, fluoro group, trifluoro It means substituted by C1-C10 trifluoroalkyl groups, such as a romoxy group, or a cyano group.
  • hetero means containing 1 to 3 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S, and P in one functional group, and the remainder is carbon.
  • an "alkyl group” means an aliphatic hydrocarbon group.
  • the alkyl group may be a "saturated alkyl group” that does not contain double bonds or triple bonds.
  • the alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" comprising at least one alkenyl group or alkynyl group.
  • the alkyl group whether saturated or unsaturated, may be branched, straight chain or cyclic.
  • the alkyl group may be a C1 to C20 alkyl group.
  • the alkyl group may be a C1 to C10 medium alkyl group.
  • the alkyl group may be a C1 to C6 lower alkyl group.
  • a C1 to C4 alkyl group has 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, i.e., the alkyl chain is methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl Selected from the group consisting of:
  • the alkyl group is methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, ethenyl group, propenyl group, butenyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.
  • Aromatic group means a functional group in which all elements of the functional group in the ring form have p-orbitals, and these p-orbitals form conjugation. Specific examples include an aryl group and a heteroaryl group.
  • aryl group includes monocyclic or fused ring polycyclic (ie, rings that divide adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.
  • Heteroaryl group means containing 1 to 3 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P in the aryl group, and the rest are carbon.
  • Spiro structure means a ring structure having one carbon as a contact point.
  • the spiro structure may also be used as a compound containing a spiro structure or a substituent including a spiro structure.
  • the present invention provides a compound for an organic optoelectronic device represented by the formula (1).
  • X 1 and X 2 are the same as or different from each other, -N- or -CR'-, and R 'forms a sigma bond with any one of *; Hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, and R 1 and R 2 are the same as each other Or different, independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, Ar 1 Ar 3 is the same as or different from each other, and independently a substituted or unsubstituted C 6 to C 30 aryl group; Or a substituted or unsubstit
  • Compound for an organic optoelectronic device represented by Formula 1 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl in the core of the fused ring form that may optionally include a nitrogen atom It is a structure containing three groups.
  • X 1 is -N- or -CR'-, R 'is hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted A substituted C3 to C30 heteroaryl group or a combination thereof, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 An aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, Ar 1 to Ar 3 are the same as or different from each other, and independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, L 1 to L 3
  • the fused ring core may include at least one nitrogen atom, specifically, two may be included, and more specifically, may include one.
  • X 1 may be N.
  • the compound may adjust the properties of the entire compound by introducing an appropriate substituent to the core structure excellent in electronic properties.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be a compound having various energy band gaps by introducing a variety of other substituents to the core portion and the substituents substituted in the core portion.
  • the compound may be used as an electron injection layer, a transport layer or a light emitting layer.
  • the electron transport ability is enhanced to have an excellent effect in terms of efficiency and driving voltage, and excellent life time when driving the organic photoelectric device with excellent electrochemical and thermal stability Properties can be improved.
  • the electronic characteristic means a characteristic that has conductivity characteristics along the LUMO level to facilitate the injection and movement of the electrons formed in the cathode into the light emitting layer.
  • the hole property means a property that has conductivity along the HOMO level, thereby facilitating injection of holes formed in the anode into the light emitting layer and movement in the light emitting layer.
  • Ar 1 to Ar 3 are the same as or different from each other, and independently substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; Or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group.
  • a suitable combination of the substituents can be prepared a structure of the asymmetric bipolar (bipolar) characteristics, the structure of the asymmetric bipolar characteristics can be expected to improve the luminous efficiency and performance of the device using the electron transfer capability.
  • the substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group is, for example, a substituted or unsubstituted imidazolyl group, a substituted or unsubstituted triazolyl group, a substituted or unsubstituted tetrazolyl group, a substituted or unsubstituted carba Zolyl group, substituted or unsubstituted oxadiazolyl group, substituted or unsubstituted oxatriazolyl group, substituted or unsubstituted thiaziazolyl group, substituted or unsubstituted benzimidazolyl group, substituted or unsubstituted Benzotriazolyl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted triazinyl group, substituted or unsubstituted pyrazinyl group
  • the substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group is, for example, substituted or unsubstituted phenyl group, substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or unsubstituted florenyl group, substituted or Unsubstituted spiroflorenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted terphenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted perenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, And a substituted or unsubstituted anthracenyl group. Or combinations thereof.
  • At least one of Ar 1 or Ar 2 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group.
  • the electronic properties of the general heteroaryl group may enhance the electronic properties of the entire compound.
  • Ar 1 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group
  • Ar 2 and Ar 3 may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group.
  • Such a structure has an advantage of improving electron injection and transfer ability by controlling molecular polarity.
  • Ar 2 may be a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group
  • Ar 1 and Ar 3 may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group.
  • L 1 to L 3 are more specifically the same or above and independently substituted or unsubstituted ethenylene, substituted or unsubstituted ethynylene, substituted or unsubstituted phenylene, substituted or unsubstituted biphenylene, Substituted or unsubstituted naphthalene, substituted or unsubstituted pyridinylene, substituted or unsubstituted pyrimidinylene, substituted or unsubstituted triazinylene and the like.
  • the substituents have a pi bond
  • the substituents can be applied to the light emitting layer of the organic photoelectric device as a phosphorescent host by increasing the triplet energy band gap by controlling the pi conjugate length ( ⁇ -conjugation length) of the whole compound. Can play a role.
  • n, m or o may be independently of each other, there may not be a linking group such as L 1 to L 3 .
  • R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl Groups or combinations thereof.
  • the structure of the entire compound can be prepared in bulk, thereby lowering the crystallinity. If the crystallinity of the entire compound is lowered, the lifespan of the organic photoelectric device using the same may be extended.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by the formula A1 to A126.
  • the present invention is not limited to the following compounds.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by any one of the following formula B1 to B125.
  • the present invention is not limited to the following compounds.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be represented by any one of the following formula C1 to C127.
  • the present invention is not limited to the following compounds.
  • the compound for an organic optoelectronic device including the compound as described above has a glass transition temperature of 150 ° C. or higher, and a thermal decomposition temperature of 400 ° C. or higher, thereby providing excellent thermal stability. This enables the implementation of high efficiency organic optoelectronic devices.
  • the compound for an organic optoelectronic device including the compound as described above may serve as light emission, electron injection and / or transport, and may also serve as a light emitting host with an appropriate dopant. That is, the compound for an organic optoelectronic device may be used as a host material of phosphorescence or fluorescence, a blue dopant material, or an electron transport material.
  • Compound for an organic optoelectronic device according to an embodiment of the present invention is used in the organic thin film layer to improve the life characteristics, efficiency characteristics, electrochemical stability and thermal stability of the organic optoelectronic device, it is possible to lower the driving voltage.
  • one embodiment of the present invention provides an organic optoelectronic device comprising the compound for an organic optoelectronic device.
  • the organic optoelectronic device refers to an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic transistor, an organic photosensitive drum, an organic memory device, and the like.
  • a compound for an organic optoelectronic device according to an embodiment of the present invention is included in an electrode or an electrode buffer layer to increase quantum efficiency, and in the case of an organic transistor, a gate, a source-drain electrode, or the like may be used as an electrode material. Can be used.
  • Another embodiment of the present invention is an organic light emitting device comprising an anode, a cathode and at least one organic thin film layer interposed between the anode and the cathode, at least any one of the organic thin film layer is an embodiment of the present invention It provides an organic light emitting device comprising a compound for an organic optoelectronic device according to.
  • the organic thin film layer which may include the compound for an organic optoelectronic device may include a layer selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer and a combination thereof. At least one of the layers includes the compound for an organic optoelectronic device according to the present invention.
  • the electron transport layer or the electron injection layer may include a compound for an organic optoelectronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the compound for an organic optoelectronic device when included in a light emitting layer, the compound for an organic optoelectronic device may be included as a phosphorescent or fluorescent host, and in particular, may be included as a fluorescent blue dopant material.
  • FIG. 1 to 5 are cross-sectional views of an organic light emitting device including a compound for an organic optoelectronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the organic photoelectric device 100, 200, 300, 400, and 500 may be interposed between the anode 120, the cathode 110, and the anode and the cathode. It has a structure including at least one organic thin film layer 105.
  • the anode 120 includes a cathode material, and a material having a large work function is preferable as the anode material so that hole injection can be smoothly injected into the organic thin film layer.
  • the positive electrode material include metals such as nickel, platinum, vanadium, chromium, copper, zinc, and gold or alloys thereof, and include zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
  • metal oxides such as ZnO and Al, or combinations of metals and oxides such as SnO 2 and Sb, and poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1, 2-dioxy) thiophene] (conductive polymers such as polyehtylenedioxythiophene (PEDT), polypyrrole and polyaniline, etc.), but is not limited thereto.
  • a transparent electrode including indium tin oxide (ITO) may be used as the anode.
  • the negative electrode 110 includes a negative electrode material, and the negative electrode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic thin film layer.
  • the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, lead, cesium, barium, or alloys thereof, and LiF / Al.
  • Multilayer structure materials such as LiO 2 / Al, LiF / Ca, LiF / Al, and BaF 2 / Ca, and the like, but are not limited thereto.
  • a metal electrode such as aluminum may be used as the cathode.
  • FIG. 1 illustrates an organic photoelectric device 100 in which only a light emitting layer 130 exists as an organic thin film layer 105.
  • the organic thin film layer 105 may exist only as a light emitting layer 130.
  • FIG. 2 illustrates a two-layered organic photoelectric device 200 in which an emission layer 230 including an electron transport layer and a hole transport layer 140 exist as an organic thin film layer 105, as shown in FIG. 2.
  • the organic thin film layer 105 may be a two-layer type including the light emitting layer 230 and the hole transport layer 140.
  • the light emitting layer 130 functions as an electron transporting layer
  • the hole transporting layer 140 functions to improve bonding and hole transporting properties with a transparent electrode such as ITO.
  • FIG. 3 is a three-layered organic photoelectric device 300 having an electron transport layer 150, an emission layer 130, and a hole transport layer 140 as an organic thin film layer 105, wherein the organic thin film layer 105 is formed.
  • the light emitting layer 130 is in an independent form, and has a form in which a film (electron transport layer 150 and hole transport layer 140) having excellent electron transport properties or hole transport properties is stacked in separate layers.
  • FIG. 4 is a four-layered organic photoelectric device 400 having an electron injection layer 160, a light emitting layer 130, a hole transport layer 140, and a hole injection layer 170 as an organic thin film layer 105.
  • the hole injection layer 170 may improve adhesion to ITO used as an anode.
  • FIG. 5 shows different functions such as the electron injection layer 160, the electron transport layer 150, the light emitting layer 130, the hole transport layer 140, and the hole injection layer 170 as the organic thin film layer 105.
  • the five-layered organic photoelectric device 500 having five layers is present, and the organic photoelectric device 500 is effective for lowering the voltage by forming the electron injection layer 160 separately.
  • the electron transport layer 150, the electron injection layer 160, the light emitting layers 130 and 230, the hole transport layer 140, and the hole injection layer 170 forming the organic thin film layer 105 and their Any one selected from the group consisting of a combination includes the compound for an organic optoelectronic device.
  • the compound for an organic optoelectronic device may be used in the electron transport layer 150 including the electron transport layer 150 or the electron injection layer 160, and among them, a hole blocking layer (not shown) when included in the electron transport layer. It is desirable to provide an organic photoelectric device having a simpler structure since it does not need to be separately formed.
  • the compound for an organic photoelectric device when included in the light emitting layers 130 and 230, the compound for an organic photoelectric device may be included as a phosphorescent or fluorescent host, or may be included as a fluorescent blue dopant.
  • the above-described organic light emitting device includes a dry film method such as an evaporation, sputtering, plasma plating and ion plating after forming an anode on a substrate;
  • the organic thin film layer may be formed by a wet film method such as spin coating, dipping, flow coating, or the like, followed by forming a cathode thereon.
  • a display device including the organic photoelectric device is provided.
  • ITO was used as the cathode at a thickness of 1000 kPa
  • aluminum (Al) was used as the cathode at a thickness of 1000 kPa.
  • the anode is cut into a size of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.7 mm ITO glass substrate having a sheet resistance value of 15 ⁇ / cm 2 to acetone, isopropyl alcohol and pure water Ultrasonic cleaning was performed for 5 minutes each, followed by UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • Liq was vacuum deposited to a thickness of 0.5 nm as an electron injection layer on the electron transport layer, and Al was vacuum deposited to a thickness of 100 nm to form a Liq / Al electrode.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 3 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 5 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 7 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 8 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 9 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound prepared in Example 10 instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 1 and Liq were used as an electron transport layer by depositing 1: 1.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 3 and Liq were used as an electron transport layer to deposit 1: 1.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 5 and Liq were used as an electron transport layer by depositing 1: 1.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 7 and Liq were used as an electron transport layer by depositing 1: 1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 8 and Liq were used as an electron transport layer by depositing 1: 1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 9 and Liq were used as an electron transport layer to deposit 1: 1.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 11, except that the compound prepared in Example 10 and Liq were used as an electron transport layer by depositing 1: 1.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 11 except for using the compound of Formula 3 below instead of using the compound prepared in Example 1 as an electron transport layer.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 18 except for using the compound of Chemical Formula 3 instead of using the compound prepared in Example 1 as the electron transport layer.
  • the current value flowing through the unit device was measured using a current-voltmeter (Keithley 2400) while increasing the voltage from 0 V to 10 V, and the measured current value was divided by the area to obtain a result.
  • the resulting organic light emitting device was measured by using a luminance meter (Minolta Cs-1000A) while increasing the voltage from 0 V to 10 V to obtain a result.
  • a luminance meter Minolta Cs-1000A
  • the current efficiency (cd / A) and power efficiency (lm / W) of the same brightness (1000 cd / m 2 ) were calculated using the brightness, current density, and voltage measured from (1) and (2) above.
  • the organic light emitting diodes of Examples 13, 15, 16, and 17 of the present invention were found to have excellent luminous efficiency and power efficiency while having a lower driving voltage than Comparative Example 1.
  • organic photoelectric device 110 cathode
  • hole injection layer 230 light emitting layer + electron transport layer

Abstract

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공하여, 우수한 전기화학적 및 열적 안정성으로 수명 특성이 우수하고, 낮은 구동전압에서도 높은 발광효율을 가지는 유기광전자소자를 제조할 수 있다.

Description

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
수명, 효율, 전기화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수한 유기광전자소자를 제공할 수 있는 유기광전자소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
유기광전자소자(organic optoelectronic device)라 함은 정공 또는 전자를 이용한 전극과 유기물 사이에서의 전하 교류를 필요로 하는 소자를 의미한다.
유기광전자소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exciton)이 형성되고 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 전자소자이다.
둘째는 2 개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기물 반도체에 정공 또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 동작하는 형태의 전자소자이다.
유기광전자소자의 예로는, 유기광전소자, 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체 드럼(organic photo conductor drum), 유기트랜지스터 등이 있으며, 이들은 모두 소자의 구동을 위하여 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질을 필요로 한다.
특히, 유기발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 최근 평판 디스플레이(flat panel display)의 수요가 증가함에 따라 주목받고 있다. 일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다.
이러한 유기발광소자는 유기발광재료에 전류를 가하여 전기에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서 통상 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 기능성 유기물 층이 삽입된 구조로 이루어져 있다. 여기서 유기물층은 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 유기발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공(hole)이, 음극에서는 전자(electron)가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만나 재결합(recombination)에 의해 에너지가 높은 여기자를 형성하게 된다. 이때 형성된 여기자가 다시 바닥상태(ground state)로 이동하면서 특정한 파장을 갖는 빛이 발생하게 된다.
최근에는, 형광 발광물질뿐 아니라 인광 발광물질도 유기광전소자의 발광물질로 사용될 수 있음이 알려졌으며, 이러한 인광 발광은 바닥상태(ground state)에서 여기상태(excited state)로 전자가 전이한 후, 계간 전이(intersystem crossing)를 통해 단일항 여기자가 삼중항 여기자로 비발광 전이된 다음, 삼중항 여기자가 바닥상태로 전이하면서 발광하는 메카니즘으로 이루어진다.
상기한 바와 같이 유기발광소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하 수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
또한, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다.
한편, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율과 안정성을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
유기발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광 재료 중 호스트 및/또는 도판트 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하며, 아직까지 안정하고 효율적인 유기발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이며, 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다. 이와 같은 재료 개발의 필요성은 전술한 다른 유기광전자소자에서도 마찬가지이다.
또한, 저분자 유기발광소자는 진공 증착법에 의해 박막의 형태로 소자를 제조하므로 효율 및 수명성능이 좋으며, 고분자 유기 발광 소자는 잉크젯(Inkjet) 또는 스핀코팅(spin coating)법을 사용하여 초기 투자비가 적고 대면적화가 유리한 장점이 있다.
저분자 유기발광소자 및 고분자 유기발광소자는 모두 자체발광, 고속응답, 광시야각, 초박형, 고화질, 내구성, 넓은 구동온도범위 등의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로 주목을 받고 있다. 특히 기존의 LCD(liquid crystal display)와 비교하여 자체발광형으로서 어두운 곳이나 외부의 빛이 들어와도 시안성이 좋으며, 백라이트가 필요 없어 LCD의 1/3수준으로 두께 및 무게를 줄일 수 있다.
또한, 응답속도가 LCD에 비해 1000배 이상 빠른 마이크로 초 단위여서 잔상이 없는 완벽한 동영상을 구현할 수 있다. 따라서, 최근 본격적인 멀티미디어 시대에 맞춰 최적의 디스플레이로 각광받을 것으로 기대되며, 이러한 장점을 바탕으로 1980년대 후반 최초 개발 이후 효율 80배, 수명 100배 이상에 이르는 급격한 기술발전을 이루어 왔고, 최근에는 40인치 유기발광소자 패널이 발표되는 등 대형화가 급속히 진행되고 있다.
대형화를 위해서는 발광 효율의 증대 및 소자의 수명 향상이 수반되어야 한다. 이때, 소자의 발광 효율은 발광층 내의 정공과 전자의 결합이 원활히 이루어져야 한다. 그러나, 일반적으로 유기물의 전자 이동도는 정공 이동도에 비해 느리므로, 발광층 내의 정공과 전자의 결합이 효율적으로 이루어지기 위해서는, 효율적인 전자 수송층을 사용하여 음극으로부터의 전자 주입 및 이동도를 높이는 동시에, 정공의 이동을 차단할 수 있어야 한다.
또한, 수명 향상을 위해서는 소자의 구동시 발생하는 줄열(Joule heat)로 인해 재료가 결정화되는 것을 방지하여야 한다. 따라서, 전자의 주입 및 이동성이 우수하며, 전기화학적 안정성이 높은 유기 화합물에 대한 개발이 필요하다.
발광, 또는 전자 주입 및 수송역할을 할 수 있고, 적절한 도펀트와 함께 발광 호스트로서의 역할을 할 수 있는 유기광전자소자용 화합물을 제공한다.
수명, 효율, 구동전압, 전기화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수한 유기발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000001
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, -N- 또는 -CR'-이고, 상기 R'는 상기 * 중 어느 하나와 시그마 결합을 이루거나; 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000002
상기 화학식 2에서, X1은 -N- 또는 -CR'-이고, 상기 R'는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 X1은 N인 것일 수 있다.
상기 Ar1 또는 Ar2 중 적어도 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기인 것일 수 있다.
상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 Ar2 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기인 것일 수 있다.
상기 Ar2은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 Ar1 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기인 것일 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기는 치환 또는 비치환된 이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 테트라졸릴기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사다이아졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 싸이아트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤조트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 퓨리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 프탈라지닐기, 치환 또는 비치환된 나프피리디닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐기, 치환 또는 비치환된 페나지닐기 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 플로레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로플로레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 A1 내지 A126 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2011003224-appb-I000003
Figure PCTKR2011003224-appb-I000004
Figure PCTKR2011003224-appb-I000005
Figure PCTKR2011003224-appb-I000006
Figure PCTKR2011003224-appb-I000007
Figure PCTKR2011003224-appb-I000008
Figure PCTKR2011003224-appb-I000009
Figure PCTKR2011003224-appb-I000010
Figure PCTKR2011003224-appb-I000011
상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 B1 내지 B125 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2011003224-appb-I000012
Figure PCTKR2011003224-appb-I000013
Figure PCTKR2011003224-appb-I000014
Figure PCTKR2011003224-appb-I000015
Figure PCTKR2011003224-appb-I000016
Figure PCTKR2011003224-appb-I000017
Figure PCTKR2011003224-appb-I000018
Figure PCTKR2011003224-appb-I000019
Figure PCTKR2011003224-appb-I000020
Figure PCTKR2011003224-appb-I000021
Figure PCTKR2011003224-appb-I000022
상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 C1 내지 C127 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2011003224-appb-I000023
Figure PCTKR2011003224-appb-I000024
Figure PCTKR2011003224-appb-I000025
Figure PCTKR2011003224-appb-I000026
Figure PCTKR2011003224-appb-I000027
Figure PCTKR2011003224-appb-I000028
Figure PCTKR2011003224-appb-I000029
Figure PCTKR2011003224-appb-I000030
Figure PCTKR2011003224-appb-I000031
Figure PCTKR2011003224-appb-I000032
Figure PCTKR2011003224-appb-I000033
상기 유기광전자소자는, 유기광전소자, 유기발광소자, 유기태양전지, 유기트랜지스터, 유기 감광체 드럼 및 유기메모리소자로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 적어도 한 층 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 전술한 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
상기 유기박막층은 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 이들의 조합을 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 전자수송층 또는 전자주입층 내에 포함되는 것일 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 포함되는 것일 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 인광 또는 형광 호스트 재료로서 사용되는 것일 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 형광 청색 도펀트 재료로서 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는 전술한 유기발광소자를 포함하는 것인 표시장치를 제공한다.
우수한 전기화학적 및 열적 안정성으로 수명 특성이 우수하고, 낮은 구동전압에서도 높은 발광효율을 가지는 유기광전자소자를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 이용하여 제조될 수 있는 유기광전자소자에 대한 다양한 구현예들을 나타내는 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, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C10 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기, 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "이들의 조합"이란 별도의 정의가 없는 한, 둘 이상의 치환기가 연결기로 결합되어 있거나, 둘 이상의 치환기가 축합하여 결합되어 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"이란 별도의 정의가 없는 한, 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 이중결합 또는 삼중결합을 포함하지 않는 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다.
알킬기는 적어도 하나의 알케닐기 또는 알키닐기를 포함하는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. 포화이든 불포화이든 간에 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다.
알킬기는 C1 내지 C20 알킬기일 수 있다. 알킬기는 C1 내지 C10 중간 크기의 알킬기일 수도 있다. 알킬기는 C1 내지 C6 저급 알킬기일 수도 있다.
예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
예를 들어 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등 일 수 있다.
"방향족기"는 고리 형태인 작용기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 작용기를 의미한다. 구체적인 예로 아릴기와 헤테로아릴기가 있다.
"아릴(aryl)기"는 모노시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
"헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
"스피로(spiro) 구조"는 하나의 탄소를 접점으로 가지고 있는 고리 구조를 의미한다. 또한, 스피로 구조는 스피로 구조를 포함하는 화합물 또는 스피로 구조를 포함하는 치환기로도 쓰일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000034
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, -N- 또는 -CR'-이고, 상기 R'는 상기 * 중 어느 하나와 시그마 결합을 이루거나; 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 화학식 1로 표시되는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물은 질소 원자를 선택적으로 포함할 수 있는 융합고리 형태의 코어에 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기를 3개 포함하는 구조이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 일 예로 하기 화학식 2와 같은 구조가 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000035
상기 화학식 2에서, X1은 -N- 또는 -CR'-이고, 상기 R'는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 화학식 2로 표시되는 구조의 경우, 합성이 용이한 장점이 있으며, 비대칭 구조로서 소자 내에서 쉽게 결정화 됨을 방지하며, 벌크한 코어로 인하여 높은 열안정성을 갖는 장점이 있다.
상기 융합고리 코어는 질소 원자를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 구체적으로는 두 개를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로는 하나를 포함할 수 잇다.
즉, 상기 X1은 N일 수 있다.
상기 화합물은 전자 특성이 우수한 코어 구조에 적절한 치환기를 도입하여 전체 화합물의 특성을 조절할 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 코어 부분과 코어 부분에 치환된 치환기에 다양한 또 다른 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드 갭을 갖는 화합물이 될 수 있다. 이에, 상기 화합물은 전자 주입층 및 전달층 또는 발광층으로서도 이용이 가능하다.
상기 화합물의 치환기에 따라 적절한 에너지 준위를 가지는 화합물을 유기광전소자에 사용함으로써, 전자전달 능력이 강화되어 효율 및 구동전압 면에서 우수한 효과를 가지고, 전기화학적 및 열적 안정성이 뛰어나 유기광전소자 구동시 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 전자 특성이란, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이와 반대되는 개념으로 정공 특성이란, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
상기 Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기일 수 있다.
상기 치환기의 적절한 조합에 의해 비대칭 바이폴라(bipolar)특성의 구조를 제조할 수 있으며, 상기 비대칭 바이폴라특성의 구조는 전자 전달 능력을 향상시켜 이를 이용한 소자의 발광효율과 성능 향상을 기대할 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기는 예를 들어, 치환 또는 비치환된 이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 테트라졸릴기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사다이아졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 싸이아트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤조트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 퓨리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 프탈라지닐기, 치환 또는 비치환된 나프피리디닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐기, 치환 또는 비치환된 페나지닐기 등이 있다. 또한 이들의 조합일 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기는 예를 들어, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 플로레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로플로레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기 등이 있다. 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 Ar1 또는 Ar2 중 적어도 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기일 수 있다. 이러한 경우 일반적인 헤테로아릴기가 가지는 전자 특성으로 인해 전체 화합물의 전자 특성이 보다 강화될 수 있다.
또한, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 Ar2 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다. 이러한 구조의 경우 분자 극성을 조절하여 전자 주입 및 전달 능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 Ar2은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 Ar1 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다. 이러한 구조의 경우 분자 극성을 편극화 시킴으로서 전자 주입 및 전달 능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 치환기의 적절한 조합에 의해 열적 안정성 또는 산화에 대한 저항성이 우수한 구조의 화합물을 제조할 수 있게 된다.
상기 L1 내지 L3는 보다 구체적으로, 동일하거나 상기하며 독립적으로 치환 또는 비치환된 에테닐렌, 치환 또는 비치환된 에티닐렌, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌, 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 피리디닐렌, 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌, 치환 또는 비치환된 트리아지닐렌 등이다.
상기 치환기는 파이 결합이 존재하기 때문에 치환기는 화합물 전체의 파이공액길이(π-conjugation length)를 조절하여 삼중항 에너지 밴드갭을 크게 함으로서 인광호스트로 유기광전소자의 발광층에 매우 유용하게 적용될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. 다만, 상기 n, m 또는 o는 서로 독립적으로 0이 될 수 있기 때문에 상기 L1 내지 L3와 같은 연결기가 존재하지 않을 수도 있다.
상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합일 수 있다.
이러한 치환기의 조절로 전체 화합물의 구조를 벌크하게 제조할 수 있으며, 이로 인해 결정화도를 낮출 수 있다. 전체 화합물의 결정화도가 낮아지게 되면 이를 이용한 유기광전소자의 수명이 길어질 수 있다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 A1 내지 A126로 표시되는 것을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 하기 화합물에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2011003224-appb-I000036
Figure PCTKR2011003224-appb-I000037
Figure PCTKR2011003224-appb-I000038
Figure PCTKR2011003224-appb-I000039
Figure PCTKR2011003224-appb-I000040
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Figure PCTKR2011003224-appb-I000042
Figure PCTKR2011003224-appb-I000043
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또한, 상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 B1 내지 B125 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 그러나 본 발명이 하기 화합물에 한정되는 것은 아니다.
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Figure PCTKR2011003224-appb-I000046
Figure PCTKR2011003224-appb-I000047
Figure PCTKR2011003224-appb-I000048
Figure PCTKR2011003224-appb-I000049
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Figure PCTKR2011003224-appb-I000051
Figure PCTKR2011003224-appb-I000052
Figure PCTKR2011003224-appb-I000053
Figure PCTKR2011003224-appb-I000054
Figure PCTKR2011003224-appb-I000055
또한, 상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 C1 내지 C127 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 그러나 본 발명이 하기 화합물에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2011003224-appb-I000056
Figure PCTKR2011003224-appb-I000057
Figure PCTKR2011003224-appb-I000058
Figure PCTKR2011003224-appb-I000059
Figure PCTKR2011003224-appb-I000060
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Figure PCTKR2011003224-appb-I000064
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Figure PCTKR2011003224-appb-I000066
상기와 같은 화합물을 포함하는 유기광전자소자용 화합물은 유리전이온도가 150℃ 이상이며, 열분해온도가 400℃이상으로 열적 안정성이 우수하다. 이로 인해 고효율의 유기광전자소자의 구현이 가능하다.
상기와 같은 화합물을 포함하는 유기광전자소자용 화합물은 발광, 또는 전자 주입 및/또는 수송역할을 할 수 있으며, 적절한 도판트와 함께 발광 호스트로서의 역할도 할 수 있다. 즉, 상기 유기광전자소자용 화합물은 인광 또는 형광의 호스트 재료, 청색의 발광도펀트 재료, 또는 전자수송 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물은 유기박막층에 사용되어 유기광전자소자의 수명 특성, 효율 특성, 전기화학적 안정성 및 열적 안정성을 향상시키며, 구동전압을 낮출 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 구현예는 상기 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 유기광전자소자를 제공한다. 이 때, 상기 유기광전자소자라 함은 유기광전소자, 유기발광소자, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 유기 감광체 드럼, 유기 메모리 소자 등을 의미한다. 특히, 유기 태양 전지의 경우에는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물이 전극이나 전극 버퍼층에 포함되어 양자 효율을 증가시키며, 유기 트랜지스터의 경우에는 게이트, 소스-드레인 전극 등에서 전극 물질로 사용될 수 있다.
이하에서는 유기발광소자에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 다른 일 구현예는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 적어도 한 층 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
상기 유기광전자소자용 화합물을 포함할 수 있는 유기박막층으로는 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 층을 포함할 수 있는 바, 이 중에서 적어도 어느 하나의 층은 본 발명에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함한다. 특히, 전자수송층 또는 전자주입층에 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기광전자소자용 화합물이 발광층 내에 포함되는 경우 상기 유기광전자소자용 화합물은 인광 또는 형광호스트로서 포함될 수 있고, 특히, 형광 청색 도펀트 재료로서 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 유기발광소자의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전소자(100, 200, 300, 400 및 500)는 양극(120), 음극(110) 및 이 양극과 음극 사이에 개재된 적어도 1층의 유기박막층(105)을 포함하는 구조를 갖는다.
상기 양극(120)은 양극 물질을 포함하며, 이 양극 물질로는 통상 유기박막층으로 정공주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금을 들 수 있고, 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물을 들 수 있고, ZnO와 Al 또는 SnO2와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합을 들 수 있고, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](polyehtylenedioxythiophene: PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 양극으로 ITO(indium tin oxide)를 포함하는 투명전극을 사용할 수 있다.
상기 음극(110)은 음극 물질을 포함하여, 이 음극 물질로는 통상 유기박막층으로 전자주입이 용이하도록 일 함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 들 수 있고, LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 음극으로 알루미늄 등과 같은 금속전극을 사용할 수 있다.
먼저 도 1을 참조하면, 도 1은 유기박막층(105)으로서 발광층(130)만이 존재하는 유기광전소자(100)를 나타낸 것으로, 상기 유기박막층(105)은 발광층(130)만으로 존재할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 유기박막층(105)으로서 전자수송층을 포함하는 발광층(230)과 정공수송층(140)이 존재하는 2층형 유기광전소자(200)를 나타낸 것으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 유기박막층(105)은 발광층(230) 및 정공 수송층(140)을 포함하는 2층형일 수 있다. 이 경우 발광층(130)은 전자 수송층의 기능을 하며, 정공 수송층(140)은 ITO와 같은 투명전극과의 접합성 및 정공수송성을 향상시키는 기능을 한다.
도 3을 참조하면, 도 3은 유기박막층(105)으로서 전자수송층(150), 발광층(130) 및 정공수송층(140)이 존재하는 3층형 유기광전소자(300)로서, 상기 유기박막층(105)에서 발광층(130)은 독립된 형태로 되어 있고, 전자수송성이나 정공수송성이 우수한 막(전자수송층(150) 및 정공수송층(140))을 별도의 층으로 쌓은 형태를 나타내고 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는 유기박막층(105)으로서 전자주입층(160), 발광층(130), 정공수송층(140) 및 정공주입층(170)이 존재하는 4층형 유기광전소자(400)로서, 상기 정공주입층(170)은 양극으로 사용되는 ITO와의 접합성을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 5는 유기박막층(105)으로서 전자주입층(160), 전자수송층(150), 발광층(130), 정공수송층(140) 및 정공주입층(170)과 같은 각기 다른 기능을 하는 5개의 층이 존재하는 5층형 유기광전소자(500)를 나타내고 있으며, 상기 유기광전소자(500)는 전자주입층(160)을 별도로 형성하여 저전압화에 효과적이다.
상기 도 1 내지 도 5에서 상기 유기박막층(105)을 이루는 전자 수송층(150), 전자 주입층(160), 발광층(130, 230), 정공 수송층(140), 정공 주입층(170) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나는 상기 유기광전자소자용 화합물을 포함한다. 이 때 상기 유기광전자소자용 화합물은 상기 전자 수송층(150) 또는 전자주입층(160)을 포함하는 전자수송층(150)에 사용될 수 있으며, 그중에서도 전자수송층에 포함될 경우 정공 차단층(도시하지 않음)을 별도로 형성할 필요가 없어 보다 단순화된 구조의 유기광전소자를 제공할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 유기 광전 소자용 화합물이 발광층(130, 230) 내에 포함되는 경우 상기 유기 광전 소자용 화합물은 인광 또는 형광호스트로서 포함될 수 있으며, 또는 형광 청색 도펀트로서 포함될 수 있다.
상기에서 설명한 유기발광소자는, 기판에 양극을 형성한 후, 진공증착법(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 도금 및 이온도금과 같은 건식성막법; 또는 스핀코팅(spin coating), 침지법(dipping), 유동코팅법(flow coating)과 같은 습식성막법 등으로 유기박막층을 형성한 후, 그 위에 음극을 형성하여 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 유기광전소자를 포함하는 표시장치를 제공한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
(유기광전자소자용 화합물의 제조)
실시예 1: 화학식 A1로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A1로 표시되는 화합물을 하기 반응식　1과 같은 4단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000067
제 1 단계: 중간체 생성물(A)의 합성
1-아미노-4-브로모나프탈렌 25.0 g(112.6 mmol), 9-펜난트렌보로닉 에시더 30.0 g(135.1 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 3.3 g(2.8 mmol)을 톨루엔 750 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 31.1 g(225.1 mmol)을 물 250 ml에 용해한 용액을 첨가하고 85 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 물층을 제거하고, 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 칼럼으로 분리한 후 건조시켜 중간체 생성물 (A) 31.0 g (수율: 86%)의 노란색 고체를 얻었다.
　
제 2 단계: 중간체 생성물(B)의 합성
중간체 생성물(A) 20.0 g(62.6 mmol), 말로익 에시드 9.8 g(93.9 mmol)을 포스포러스옥시클로라이드(POCl3) 58 ml의 용매에 녹인 후 140 ℃에서　4시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물을 얼음물 속에 따른 후 형성된 고체를 거르고, 물과 탄산수소나트륨 포화수용액으로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 메탄올로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (B) 13.0 g (수율: 49%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
　
제 3 단계: 중간체 생성물(C)의 합성
중간체 생성물 (B) 14.0 g(33.0 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 8.1 g(36.3 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 1.2 g(1.0 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 280 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 9.1 g(66.0 mmol)을 물 140 ml에 용해한 용액을 첨가하고 80℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (C) 14.9 g (수율: 51%)의 흰색 고체를 얻었다.
　
제 4　단계: 화학식 A1로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (C) 10.0 g(17.7 mmol), 8-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴놀린 7.0 g(21.2 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.6 g(0.5 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 200 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 4.9g(35.3 mmol)을 물 100 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 11.0 g(수율: 85%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 734.88 측정값: MS[M+1] 735.18)
　
실시예 2: 화학식 B1으로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 B1으로 표시되는 화합물을 하기 반응식 2와　같은 2　단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 2]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000068
제 1 단계: 중간체 생성물(D)의 합성
중간체 생성물 (C) 5.2 g(12.3 mmol), 8-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴놀린 4.5 g(13.5 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 0.4 g(0.4 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 100 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 3.4 g(24.5 mmol)을 물 50 ml에 용해한 용액을 첨가하고 80℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (C) 5.0 g (수율: 69%)의 흰색 고체를 얻었다.
　
제 2　단계: 화학식 B1으로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (D) 5.0 g(8.4 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 2.3 g(10.1 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.3 g(0.3 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 100 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 2.3g(16.9 mmol)을 물 50 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 4.2 g(수율: 68%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 734.88 측정값: MS[M+1] 735.18)
　
실시예 3: 화학식 C1으로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 C1으로 표시되는 화합물을　하기 반응식 3과 같은 3　단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 3]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000069
제 1 단계: 중간체 생성물(E)의 합성
1-아미노-4-브로모나프탈렌 15.0 g(67.5 mmol), 8-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)퀴놀린 24.6 g(74.3 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 2.0 g(1.7 mmol)을 톨루엔 450 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 18.7 g(135.1 mmol)을 물 150 ml에 용해한 용액을 첨가하고 85 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 물층을 제거하고, 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 칼럼으로 분리한 후 건조시켜 중간체 생성물 (E) 15.5 g (수율: 66%)의 노란색 고체를 얻었다.
제 2 단계: 중간체 생성물(F)의 합성
중간체 생성물(E) 15.5 g(44.7 mmol), 말로닉 에시드 7.0 g(67.1 mmol)을 포스포러스옥시클로라이드(POCl3) 41 ml의 용매에 녹인 후 140 ℃에서　4시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물을 얼음물 속에 따른 후 형성된 고체를 거르고, 물과 탄산수소나트륨 포화수용액으로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 메탄올로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (F) 5.0 g (수율: 25%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
제 3　단계: 화학식 C1으로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (F) 2.2 g(4.9 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 2.4 g(10.7 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.3 g(0.2 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 60 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 2.7g(19.5 mmol)을 물 20 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 2.8 g(수율: 78%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 734.88 측정값: MS[M+1] 735.18)
　
실시예 4: 화학식 A2로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A2로 표시되는 화합물을　하기 반응식 4를 통해 합성하였다.
[반응식 4]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000070
중간체 생성물 (C) 10 g(17.7 mmol), 6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)페난트리딘 8.1 g(21.2 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.6 g(0.5 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 200 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 4.9g(35.3 mmol)을 물 100 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 11.0 g(수율: 79%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 784.94 측정값: MS[M+1] 785.29)
　
실시예 5: 화학식 B2로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 B2로 표시되는 화합물을 하기 반응식 5과 같은 2　단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 5]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000071
제 1 단계: 중간체 생성물(G)의 합성
중간체 생성물 (C) 11.0 g(25.9 mmol), 6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)페난트리딘 10.9 g(28.5 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 0.9 g(0.8 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 220 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 7.2 g(51.9 mmol)을 물 110 ml에 용해한 용액을 첨가하고 80 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 물층을 제거하고, 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 13.69 g(수율: 82%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
제 2　단계: 화학식 B2로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (G) 13.0 g(20.2 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 5.4 g(24.3 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.7 g(0.6 mmol)을 톨루엔 390 mL와 테트라하이드로퓨란(THF) 260 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 5.6 g(40.4 mmol)을 물 20 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 13.1 g(수율: 83%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 784.94 측정값: MS[M+1] 785.29)
　
실시예 6: 화학식 A3으로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A3으로 표시되는 화합물을 하기 반응식 6과 같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 6]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000072
중간체 생성물 (C) 16.0 g(28.3 mmol), 4-피린딘보로닉 에시더 4.2 g(33.9 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 1.0 g(0.9 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 320 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 7.8 g(56.5 mmol)을 물 160 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 13.0 g(수율: 75%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 608.73 측정값: MS[M+1] 609.23)
　
실시예 7: 화학식 C2로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 C2로 표시되는 화합물을 하기 반응식　7과 같은 2단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 7]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000073
제 1　단계: 중간체 생성물(H)의 합성
1-아미노-4-브로모나프탈렌 50.0 g(225.1 mmol), 말로익 에시드 35.1 g(337.7 mmol)을 포스포러스옥시클로라이드(POCl3) 345 ml의 용매에 녹인 후 140 ℃에서　4시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물을 얼음물 속에 따른 후 형성된 고체를 거르고, 물과 탄산수소나트륨 포화수용액으로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 메탄올로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (H) 16.6 g (수율: 23%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
　
제 2　단계: 화학식 C2로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (H) 8.0 g(24.5 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 19.6 g(88.1 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 2.1 g(1.8 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 240 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 20.3g(146.8 mmol)을 물 120 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 12.0 g(수율: 69%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 707.86 측정값: MS[M+1] 708.26)
　
실시예 8: 화학식 C3로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 C3로 표시되는 화합물을　하기 반응식 8과 같은 3　단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 8]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000074
제 1 단계: 중간체 생성물(I)의 합성
1-아미노-4-브로모나프탈렌 30.0 g(135.1 mmol), 2-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리딘 41.8 g(148.6 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 3.9 g(3.4 mmol)을 톨루엔 900 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 37.3 g(270.2 mmol)을 물 300 ml에 용해한 용액을 첨가하고 85 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 물층을 제거하고, 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 칼럼으로 분리한 후 건조시켜 중간체 생성물 (I) 24.9 g (수율: 62%)의 노란색 고체를 얻었다.
제 2 단계: 중간체 생성물(J)의 합성
중간체 생성물(I) 24.9 g(84.1 mmol), 말로닉 에시드 13.1 g(126.2 mmol)을 포스포러스옥시클로라이드(POCl3) 38 ml의 용매에 녹인 후 140 ℃에서　4시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물을 얼음물 속에 따른 후 형성된 고체를 거르고, 물과 탄산수소나트륨 포화수용액으로 세정하였다. 수득한 고체혼합물을 메탄올로 세정한 후 건조시켜 중간체 생성물 (J) 5.6 g (수율: 17%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
　
제 3　단계: 화학식 C3로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (J) 5.5 g(13.7 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 6.7 g(30.2 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.8 g(0.1 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 110 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 7.6g(54.8 mmol)을 물 55 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 6.0 g(수율: 64%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 684.82 측정값: MS[M+1] 685.25)
　
실시예 9: 화학식 A4로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A4로 표시되는 화합물을　하기 반응식 9를 통해 합성하였다.
[반응식 9]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000075
중간체 생성물 (C) 14.9 g(26.3 mmol), 6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리딘 8.9 g(31.6 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.9 g(0.8 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 300 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 7.3 g(52.6 mmol)을 물 150 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 13.9 g(수율: 77%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 684.82 측정값: MS[M+1] 685.25)
실시예 10: 화학식 B3으로 표시되는 화합물의 합성
본 발명의 유기광전자소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 B3으로 표시되는 화합물을　하기 반응식 10과 같은 2　단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 10]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000076
제 1 단계: 중간체 생성물(K)의 합성
중간체 생성물 (C) 14.0 g(32.9 mmol), 6-(4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)페닐)피리딘 10.2 g(36.3 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 [Pd(PPh3)4] 1.1 g(1.0 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 280 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 9.1 g(66.0 mmol)을 물 140 ml에 용해한 용액을 첨가하고 80 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 물층을 제거하고, 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 9.7 g(수율: 54%)의 옅은 노란색 고체를 얻었다.
　
제 2　단계: 화학식 B3으로 표시되는 화합물의 합성
중간체 생성물 (K) 9.7 g(17.8 mmol), 9-페난트렌보로닉 에시더 5.4 g(21.4 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐[Pd(PPh3)4] 0.6 g(0.5 mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF) 380 ml 용매에 녹인 후, 포타슘카보네이트(K2CO3) 4.9 g(35.6 mmol)을 물 95 ml에 용해한 용액을 첨가하고 90 ℃에서　12시간 동안 반응시켰다. 수득한 반응물의 용매를 감압 하에서 제거하고 물과 메탄올로 세정하였다. 그 잔류물을 톨루엔으로 재결정하여, 석출한 결정을 여과에 의해 분리하고, 톨루엔으로 세정한 후 건조시켜 화합물 10.0 g(수율: 82%)의 흰색 고체를 얻었다. (계산값: 684.82 측정값: MS[M+1] 685.25)
　
(유기발광소자의 제조)
실시예 11
양극으로는 ITO를 1000 Å의 두께로 사용하였고, 음극으로는 알루미늄 (Al) 을 1000 Å의 두께로 사용하였다.
구체적으로, 유기발광소자의 제조방법을 설명하면, 양극은 15 Ω/cm2의 면저항 값을 가진 ITO 유리 기판을 50 mm × 50 mm × 0.7 mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코올과 순수 물 속에서 각 5 분 동안 초음파 세정한 후, 30 분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.
상기 유리 기판 상부에 정공주입층으로서 N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-2-일)-N4,N4-다이페닐벤젠-1,4-다이아민) 65 nm을 증착하였고, 이어서 정공수송층으로 N,N'-다이(1-나프틸)-N,N'-다이페닐벤지딘 40 nm을 증착하였다.
발광층으로서 N,N,N',N'-테트라키스(3,4-다이메틸페닐)크라이센-6,12-다이아민 4 % 및 9-(3-(나프탈렌-1-일)페닐)-10-(나프탈렌-2-일)안트라센 96 %를 25 nm의 두께로 증착하였다.
이어서, 전자수송층으로서 상기 실시예 1에서 제조된 화합물 30 nm을　증착하였다.
상기 전자수송층 상부에 전자주입층으로서 Liq를 0.5 nm의 두께로 진공 증착하고, Al를 100 nm의 두께로 진공 증착하여, Liq/Al 전극을 형성하였다.
　
실시예 12
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 3에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 13
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 5에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11와 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 14
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 7에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11와 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 15
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 8에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11와 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 16
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 9에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11와 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 17
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 10에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11와 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 18
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 19
전자수송층으로 실시예 3에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 20
전자수송층으로 실시예 5에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 21
전자수송층으로 실시예 7에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 22
전자수송층으로 실시예 8에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 23
전자수송층으로 실시예 9에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
실시예 24
전자수송층으로 실시예 10에서 제조된 화합물 및 Liq를 1:1로 증착하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
　
비교예 1
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 하기의 화학식 3의 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 11과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2011003224-appb-I000077
비교예 2
전자수송층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 상기 화학식 3의 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 18과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
(유기발광소자의 성능 측정)
실험예
상기 실시예 13, 15, 16, 17, 20, 23, 비교예 1 및 2 에서 제조된 각각의 유기발광소자에 대하여 압에 따른 전류밀도 변화, 휘도변화 및 발광효율을 측정하였다. 구체적인 측정방법은 다음과 같고, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0 V 부터 10 V까지 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 0 V 부터 10 V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 밝기(1000 cd/m2)의 전류 효율(cd/A) 및 전력 효율(lm/W)을 계산하였다.
표 1
　 휘도 500 cd/m2
구동전압 (V) 발광 효율(cd/A) 전력 효율(lm/W) CIE 색도도
x y
실시예 13 4.4 7.4 5.3 0.14 0.05
실시예 15 3.9 5.4 4.3 0.14 0.05
실시예 16 4.5 7.6 5.4 0.14 0.05
실시예 17 4.2 6.2 4.6 0.14 0.05
비교예 1 5.1 3.7 2.3 0.14 0.05
실시예 20 3.8 7.5 6.2 0.14 0.04
실시예 23 3.8 8.2 6.9 0.14 0.05
비교예 2 4.2 5.4 4.1 0.14 0.05
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 13, 15, 16 및 17의 유기발광소자의 경우가 비교예 1에 비해 구동전압은 낮으면서 발광 효율 및 전력 효율이 우수한 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 20 및 23의 유기발광소자의 경우가 비교예 2에 비해 구동전압은 낮으면서 발광 효율 및 전력 효율이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
<부호의 설명>
100: 유기광전소자 110: 음극
120: 양극 105: 유기박막층
130: 발광층 140: 정공 수송층
150: 전자수송층 160: 전자주입층
170: 정공주입층 230: 발광층 + 전자수송층

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000078
    상기 화학식 1에서,
    X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하며, -N- 또는 -CR'-이고,
    상기 R'는 상기 * 중 어느 하나와 시그마 결합을 이루거나; 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고,
    L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
    n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000079
    상기 화학식 2에서,
    X1은 -N- 또는 -CR'-이고,
    상기 R'는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,
    R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,
    Ar1 내지 Ar3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고,
    L1 내지 L3는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
    n, m 또는 o는 서로 동일하거나 상이하며, 독립적으로 0 또는 1이다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 X1은 N인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 Ar1 또는 Ar2 중 적어도 어느 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고,
    상기 Ar2 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 Ar2은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기이고,
    상기 Ar1 및 Ar3는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기는 치환 또는 비치환된 이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 테트라졸릴기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사다이아졸릴기, 치환 또는 비치환된 옥사트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 싸이아트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸릴기, 치환 또는 비치환된 벤조트리아졸릴기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐기, 치환 또는 비치환된 퓨리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 프탈라지닐기, 치환 또는 비치환된 나프피리디닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐기, 치환 또는 비치환된 페나지닐기 또는 이들의 조합인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 플로레닐기, 치환 또는 비치환된 스피로플로레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기 또는 이들의 조합인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  9. 하기 화학식 A1 내지 A126 중 어느 하나로 표시되는 유기광전자소자용 화합물.
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000080
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000081
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000082
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000083
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000084
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000085
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000086
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000087
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000088
  10. 하기 화학식 B1 내지 B125 중 어느 하나로 표시되는 유기광전자소자용 화합물.
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000089
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000090
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000091
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000092
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000093
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000094
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000095
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000096
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000097
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000098
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000099
  11. 하기 화학식 C1 내지 C127 중 어느 하나로 표시되는 유기광전자소자용 화합물.
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000100
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000101
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000102
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000103
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000104
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000105
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000106
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000107
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000108
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000109
    Figure PCTKR2011003224-appb-I000110
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자는 유기광전소자, 유기발광소자, 유기태양전지, 유기트랜지스터, 유기 감광체 드럼 및 유기메모리소자로 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기광전자소자용 화합물.
  13. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 적어도 한 층 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서,
    상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기박막층은 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 이들의 조합을 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기발광소자.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 전자수송층 또는 전자주입층 내에 포함되는 것인 유기발광소자.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 포함되는 것인 유기발광소자.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 인광 또는 형광 호스트 재료로서 사용되는 것인 유기발광소자.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 형광 청색 도펀트 재료로서 사용되는 것인 유기발광소자.
  19. 제 13 항의 유기발광소자를 포함하는 것인 표시장치.
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