WO2014185598A1 - 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 Download PDF

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유은선
강동민
강의수
유동규
이상신
장유나
정수영
한수진
홍진석
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • An organic compound an organic optoelectronic device, and a display device.
  • An organic optoelectric diode is a device capable of converting electrical energy and light energy.
  • Organic optoelectronic devices can be divided into two types according to the principle of operation. One is that an exciton formed by light energy is separated into electrons and holes, and the electrons and holes are transferred to different electrodes to generate electrical energy.
  • Examples of the organic optoelectronic device may include an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell, and an organic photoconductor drum.
  • the organic light emitting device converts electrical energy into light by applying an electric current to the organic light emitting material.
  • the organic light emitting device has a structure in which an organic layer is inserted between an anode and a cathode.
  • the organic layer may include a light emitting layer and an auxiliary layer, and the auxiliary layer may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer to increase efficiency and stability of the organic light emitting diode. And at least one layer selected from a hole blocking layer.
  • the performance of the organic light emitting device is greatly influenced by the characteristics of the organic layer, and in particular, is affected by the organic material included in the organic layer.
  • One embodiment provides an organic compound capable of implementing high efficiency and long life organic optoelectronic devices.
  • Another embodiment provides an organic optoelectronic device including the organic compound.
  • Another embodiment provides a display device including the organic optoelectronic device.
  • an organic compound represented by Chemical Formula 1 is provided:
  • Z is independently N or CR a ,
  • At least one of Z is N,
  • R 1 to R 10 and R a are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof,
  • L is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted biphenylene group, or a substituted or unsubstituted terphenylene group,
  • nl to n3 are each independently 0 or 1
  • the total number of 6-membered ring substituted in the triphenylene group in Formula 1 is 6
  • an organic optoelectronic device comprising an anode and a cathode facing each other, at least one organic layer positioned between the anode and the cathode, the organic layer comprising the organic compound.
  • a display device including the organic optoelectronic device is provided. to provide.
  • FIG. 1 and 2 illustrate an organic light emitting diode according to an embodiment, respectively.
  • substituted unless otherwise defined, at least one hydrogen of a substituent or a compound is a deuterium, a halogen group, a hydroxy group, an amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 amine group, a nitro group, a substituted or unsubstituted C1 to C40 silyl group, C1 to C30 alkyl group, C1 to C10 alkylsilyl group, C3 to C30 cycloalkyl group C3 to C30 heterocycloalkyl group, C6 to C30 aryl group, C6 to C30 aryl group, C6 to C30
  • C1 to C10 trifluoroalkyl group or cyano group such as heterol 7l, Cl to C20 alkoxy group, fluoro group, trifluoromethyl group.
  • substituted halogen group hydroxy group, amino group, substituted or unsubstituted C1 to C20 amine group, nitro group, substituted or unsubstituted C3 to C40 silyl group, C1 to C30 alkyl group, C1 to C10 alkylsilyl group, C3 to C1 to C10 such as C30 cycloalkyl group, C3 to C30 heterocycloalkyl group, C6 to C30 aryl group, C6 to C30 heteroaryl group, C1 to C20 alkoxy group, fluoro group, trifluoromethyl group, etc.
  • Two adjacent substituents of the trifluoroalkyl group or the cyano group may be fused to form a ring.
  • the substituted C6 to C30 aryl group can be fused to another adjacent substituted C6 to C30 aryl group to form a substituted or unsubstituted fluorene ring.
  • hetero means containing 1 to 3 heteroatoms selected from the group consisting of N, 0, S, P, and Si 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 any double or triple bonds.
  • the alkyl group may be an alkyl group of C1 to C30. More specifically, the alkyl group may be a C1 to C20 alkyl group or a C1 to C10 alkyl group.
  • a C1 to C4 alkyl group means one to four carbon atoms in the alkyl chain, and methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, ⁇ -butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl Selected from the group consisting of:
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, nucleosil group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group and cyclonuclear group And the like.
  • an "aryl group” refers to a substituent in which all elements of a cyclic substituent have a p-orbital, and these P-orbitals form a conjugated, monocyclic, polycyclic or Fused ring polycyclic (ie, rings that divide adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.
  • heteroaryl (heteroaryl) group containing 1 to 3 heteroatoms selected from “eojin group made by N, 0, S, P and Si in the aryl group and the rest means a carbon.
  • heteroaryl group is a fused ring, each ring may include 1 to 3 heteroatoms.
  • a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group and / or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthra Senyl group, substituted or unsubstituted phenanthryl group, substituted or unsubstituted naphthacenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted P-terphenyl group, substituted or unsubstituted A substituted m-terphenyl group, a substituted or unsubstituted chrysenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted
  • Naphthyridinyl group substituted or unsubstituted benzoxazinyl group, substituted or unsubstituted benzthiazinyl group, substituted or unsubstituted acridinyl group, substituted or unsubstituted
  • Phenazineyl group substituted or unsubstituted phenothiazineyl group, substituted or unsubstituted
  • It may be, but is not limited to, a dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted carbazolyl group, or a combination thereof.
  • the hole characteristic refers to a characteristic capable of forming holes by donating electrons when an electric field is applied, and injecting holes formed at the anode into the light emitting layer having conductive properties along the HOMO level, and emitting layer. It refers to a property that facilitates the movement of the hole formed in the anode and movement in the light emitting layer.
  • the electron characteristic refers to a characteristic in which electrons can be received when an electric field is applied, and has conductivity characteristics along the LUMO level, injecting electrons formed in the cathode into the light emitting layer, moving electrons formed in the light emitting layer to the cathode, and It means a property that facilitates movement.
  • Z are each independently N or CR a ,
  • At least one of Z is N,
  • R 1 to R 10 and R a are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof,
  • L is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted biphenylene group, or a substituted or unsubstituted terphenylene group,
  • nl to n3 are each independently 0 or 1
  • the total number of 6-membered rings substituted in the triphenylene group in the formula is 6 or less.
  • the 6-membered ring substituted with the triphenylene group refers to all 6-membered rings directly or indirectly linked to the triphenylene group, and includes 6-membered rings composed of carbon atoms, nitrogen atoms, or a combination thereof.
  • the organic compound may be represented by, for example, the following Chemical Formula 1-1 or 1- ⁇ depending on the bonding position of the triphenylene group.
  • R 1 to R 10 and R a , L and nl to n3 are as described above.
  • the organic compound represented by Chemical Formula 1 includes a triphenylene group and at least one nitrogen-containing heteroaryl group.
  • the organic compound may include a ring containing at least one nitrogen, and thus may have a structure in which electrons are easily received when an electric field is applied, thereby lowering a driving voltage of the organic optoelectronic device to which the organic compound is applied.
  • the organic compound includes a triphenylene structure that is easy to receive holes and a nitrogen-containing ring portion that is easy to accept electrons, thereby forming a bipolar structure to properly balance the flow of holes and electrons.
  • the efficiency of the organic optoelectronic device to which the compound is applied can be improved.
  • the organic compound represented by the formula (1) it is an aryl group and / or
  • the fold structure refers to a structure in which two connecting portions of an arylene group and / or a heteroarylene group do not form a straight structure.
  • a structure in which two connecting portions of an arylene group and / or a heteroarylene group do not form a straight structure For example, in the case of phenylene, para-phenylene (p-) in which o-phenylene and meta phenylene in which the linking portions do not form a straight structure has the bending structure, and the linking portions form a straight structure. phenylene) does not have this bending structure.
  • the bending structure is a linking group (L) and / or
  • It may be formed around the arylene group / hetero arylene group.
  • a fold structure may be formed around an arylene group / heteroarylene group, and may be, for example, a compound represented by the following formula la or lb. .
  • ⁇ and R 1 to R 10 are as described above.
  • L is a substituted or unsubstituted biphenylene group of a substituted or unsubstituted phenylene group bent structure.
  • L may be, for example, one selected from substituted or unsubstituted groups listed in Group 1 below.
  • R 11 to R 38 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted Substituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted amine group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylamine group, substituted or unsubstituted C6 to C30 heteroaryl Amine groups, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy groups, halogen groups, halogen-containing groups, cyano groups, hydroxyl groups, amino groups, nitro groups, carboxyl groups, ferrocenyl groups or combinations thereof.
  • the organic compound may preferably have at least two convex structures, for example two to four concave structures.
  • the organic compound has a structure of 3 ⁇ 4 as described above, so that the triphenylene structure susceptible to holes and the nitrogen-containing ring portion susceptible to electrons are appropriately localized in the compound of the bipolar structure described above, and the flow of the conjugated system is reduced. By controlling, excellent bipolar characteristics can be exhibited. Accordingly, the lifespan of the organic optoelectronic device to which the organic compound is applied can be improved.
  • the process stability can be lowered while the deposition temperature can be lowered.
  • This stacking prevention effect can be further increased when the linking group (L) of the formula (1).
  • the organic compound may be, for example, a compound represented by Chemical Formulas lc to It.
  • the organic compound may be a compound listed in Group 2 for example, but is not 'limited thereto.
  • the organic optoelectronic device is not particularly limited as long as the device can switch electrical energy and light energy. Examples thereof include an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell, and an organic photosensitive drum.
  • an organic optoelectronic device 100 includes an anode 120 and a cathode 110 facing each other, and an organic insect 105 positioned between the anode 120 and the cathode 110. It includes.
  • the anode 120 may be made of a high work function conductor, for example, to facilitate hole injection, and may be made of metal, metal oxide and / or conductive polymer, for example.
  • the anode 120 is, for example, a metal such as nickel, platinum, vanadium, chromium, copper, zinc, gold or an alloy thereof; Zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide ( ⁇ ),
  • Metal oxides such as indium zinc oxide (IZO); Combinations of oxides with metals such as ZnO and A1 or Sn0 2 and Sb; Poly (3-methylthiophene), poly (3,4- (ethylene-1,2- Conductive polymers such as dioxy) thiophene) (polyehtylenedioxythiophene: PEDT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • IZO indium zinc oxide
  • Combinations of oxides with metals such as ZnO and A1 or Sn0 2 and Sb
  • the cathode 110 may be made of a low work function conductor, for example, to facilitate electron injection, and may be made of metal, metal oxide and / or conductive polymer, for example.
  • Cathode 110 is, for example, a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, lead, cesium, barium, or an alloy thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al, Li0 2 / Al, LiF / Ca, LiF / Al, and BaF 2 / Ca, but are not limited thereto.
  • the organic layer 105 includes a light emitting layer 130 including the above-described organic compound.
  • the light emitting layer 130 may include, for example, the above-described organic compound alone, may include at least two kinds of the above-described organic compounds in combination, or may include the above-described organic compounds and other compounds in combination.
  • the above-mentioned organic compound and other compounds are mixed and included, for example, it may be included in the form of a host and a dopant, and the above-described organic compound may be included as a host, for example.
  • the host can be, for example, a phosphorescent host or a fluorescent host, for example a phosphorescent host.
  • the dopant may be an inorganic, organic, or inorganic compound and may be selected from known dopants.
  • the organic light emitting diode 200 may have holes in addition to the light emitting layer 130.
  • the hole auxiliary layer 140 may further increase hole injection and / or hole mobility between the anode 120 and the light emitting layer 130 and block electrons.
  • the hole auxiliary layer 140 may be, for example, a hole transport layer, a hole injection layer, and / or an electron blocking layer, and may include at least one layer.
  • the organic compound described above may be included in the emission layer 130 and / or the hole auxiliary layer 140.
  • FIG. 1 In addition, in one embodiment of the present invention in FIG. 1
  • the organic thin film layer 105 may further be an organic light emitting device further including an electron transport layer, an electron injection layer, a hole injection layer, and the like.
  • the organic light emitting diodes 100 and 200 may be formed by forming an anode or a cathode on a substrate, followed by a dry film method such as evaporation, sputtering, plasma plating, and ion plating; Or spin coating, slit coating, dipping,
  • the organic layer may be formed by a wet film method such as flow coating and inkjet printing, and then formed by forming a cathode or an anode thereon.
  • the organic light emitting diode described above may be applied to an organic light emitting diode display.
  • the representative synthesis method is as shown in the following representative Banungsik.
  • the compound 1-1 (20 g, 56.5 mmol) was dissolved in 0.2 L of tetrahydrofuran (THF), followed by 2-chloro-4,6-diphenyl-l, 3,5-triazine (15.1 g, 56.5 mmol) and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.65 g, 0.57 mmol) were added and stirred.
  • THF tetrahydrofuran
  • 2-chloro-4,6-diphenyl-l, 3,5-triazine (15.1 g, 56.5 mmol) and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.65 g, 0.57 mmol) were added and stirred.
  • Saturated potassuimcarbonate (19.5 g, 141 mmol) was added and heated to reflux at 80 ° C for 20 hours.
  • the compound 1-7 (20 g, 39.5 mmol) was dissolved in 0.2 L of tetrahydrofuran (THF), followed by 2-chloro-4,6-diphenyl-, 5-triazine (l (). 6g, 39.5 mmol) and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.46 g, 0.4 mmol) - ⁇ - was added and stirred. Potassuimcarbonate (13.6g, 98.8mmol) ol saturated in water was added thereto, and the mixture was heated and refluxed at 80 ° C. for 23 hours.
  • THF tetrahydrofuran
  • An organic light emitting device was manufactured using Compound 1 obtained in Synthesis Example 12 as a host and Ir (PPy) 3 as a dopant.
  • ⁇ was used as a positive electrode with a thickness of 1000 A.
  • Aluminum (A1) was used at a thickness of 1000 A. Specifically, the manufacturing method of the organic light emitting device, the anode is cut into a glass substrate having a sheet resistance value of 15Q / cm2 to a size of 50mm x 50 mm x 0.7 mm in acetone, isopropyl alcohol and pure water each 15 Ultrasonic cleaning for 30 minutes, UV ozone cleaning for 30 minutes
  • the amount of the phosphorescent dopant was deposited such that the weight 7 0/0, when the total amount of the light-emitting layer to 100% by weight.
  • Bis (2-methyl-8-quinolinolate) -4- (phenylphenolato) aluminum (BAlq) was deposited on the emission layer using the same vacuum deposition conditions to form a hole blocking layer having a thickness of 50 A. Subsequently, Alq 3 was deposited under the same vacuum deposition conditions to form an electron transport layer having a thickness of 200 A.
  • An organic photoelectric device was manufactured by sequentially depositing LiF and A1 as a cathode on the electron transport layer.
  • the structure of the organic photoelectric device is ITO / NPB (80nm) / EML ( Compound 1 (93 parts by weight 0/0) + Ir (PPy ) 3 (7 parts by weight 0/0), 30 nm) / Balq (5 nm) / Alq3 (20 nm) / LiF (1 nm) I Al (100 nm) was produced.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 13 of Synthesis Example 13 was used instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 14 of Synthesis Example 14 instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 15 of Synthesis Example 15 instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 24 of Synthesis Example 16 instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using Compound 33 of Synthesis Example 17 instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Compound 87 of Synthesis Example 19 was used instead of Compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using CBP having the following structure instead of compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using HOST 1 of the following structure instead of compound 1 of Synthesis Example 12.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using HOST2 having the following structure instead of compound 1 of Synthesis Example 12.
  • NPB, BAlq, CBP, Ir (PPy) 3, HOST 1 and HOST 2 used in the organic light emitting device fabrication is as follows.
  • the resulting organic light emitting device was measured by using a luminance meter (Minolta Cs-IOOOA) while increasing the voltage from 0V to 10V to obtain a result.
  • a luminance meter Minolta Cs-IOOOA
  • the current efficiency (cd / A) of the same current density (10 mA / cm 2) was calculated using the brightness, current density and voltage measured from (1) and (2) above.
  • the organic light emitting device according to Examples 1 to 8 is significantly light emission efficiency and life compared to the organic light emitting device according to Comparative Examples 1 to 3 You can see the improvement.
  • the compound used in the organic light emitting device according to Examples 1 to 8 has a structure that is easy to receive electrons containing nitrogen, unlike the compound used in the organic light emitting device according to Comparative Examples 1 to 3. Accordingly, it can be seen that the organic light emitting diodes according to Examples 1 to 8 have a lower driving voltage than the organic light emitting diodes according to Comparative Examples 1 to 3.
  • the compound used in the organic light emitting device according to Examples 1 to 8 has a bipolar structure including a triphenylene structure that is easy to receive holes and a nitrogen-containing ring portion that is easy to accept electrons, thereby properly balancing the flow of holes and electrons.
  • the organic light emitting diode according to Examples 1 to 8 can be found to have high efficiency as compared with the organic light emitting diode according to Comparative Examples 1 to 3.
  • the compound used in the organic light emitting device according to Examples 1 to 8 can control the flow of the conjugated system by having a triphenylene structure susceptible to holes and a structure to properly zone the nitrogen-containing ring portion susceptible to electrons Accordingly, it can be seen that the organic light emitting diode according to Examples 1 to 8 has an increased lifespan compared to Comparative Examples 1 or 3. Further, in the case of Examples 14, 15, and 16, it can be seen that the improvement is about 3 times or more when compared to the 90% lifespan compared to the case of Comparative Example 2, and it is confirmed that the luminous efficiency is increased by 1.6 times or more despite the increase in the lifetime. Can be.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may change other specific forms without changing the technical spirit or essential tuxing of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

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Abstract

화학식 1로 표현되는 유기 화합물, 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자 및 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
【기술분야】
유기 화합물， 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
유기 광전자 소자 (organic optoelectric diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다ᅳ 하나는 광 에너지에 의해 형성된 액시톤 (exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 상기 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되면서 전기 에너지를 발생하는 광전 소자이고, 다른 하나는 전극에 전압 또는 전류를 공급하여 전기
에너지로부터 광 에너지를 발생하는 발광 소자이다.
유기 광전자 소자의 예로는 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼 (organic photo conductor dmm) 등을 들 수 있다.
이 중, 유기 발광 소자 (organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치 (flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목받고 있다. 상기 유기 발광 소자는 유기 발광 재료에 전류를 가하여 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 통상 양극 (anode)과 음극 (cathode) 사이에 유기 층이 삽입된 구조로 이루어져 있다. 여기서 유기 층은 발광층과 선택적으로 보조층을 포함할 수 있으며, 상기 보조층은 예컨대 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위한 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 전자 수송 층， 전자 주입 층 및 정공 차단 층에서 선택된 적어도 1층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자의 성능은 상기 유기 층의 특성에 의해 영향을 많이 받으며, 그 중에서도 상기 유기 층에 포함된 유기 재료에 의해 영향을 많이 받는다.
특히 상기 유기 발광 소자가 대형 평판 표시 장치에 적용되기 위해서는 정공 및 전자의 이동성을 높이는 동시에 전기화학적 안정성을 높일 수 있는 유기 재료의 개발이 필요하다.
【발명의 상세한 내용】
【기술적 과제】 일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다ᅳ 또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를
제공한다.
【기술적 해결방법】
일 구현예에 따르면， 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 제공한다ᅳ [화학식 1]
Figure imgf000003_0001
상기 화학식 1에서 ,
Z는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고，
Z 중 적 어도 하나는 N 이 고,
R1 내지 R10 및 Ra는 각각 독립 적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비 치환된 C1 내지 C10 알킬기 , 치환 또는 비 치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이 고,
L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기 , 치환 또는 비 치환된 바이페닐 렌기 또는 치환 또는 비 치환된 터 페닐렌기 이고，
nl 내지 n3는 각각 독립 적으로 0 또는 1이고,
nl+n2+n3 l 이고，
상기 화학식 1에서 트리페닐렌기 에 치환된 6원환의 총 개수는 6개
이 하이 다.
다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 양극과 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이 에 위 치하는 적 어도 1층의 유기 층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
【유리한 효과】
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1 및 도 2는 각각 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 도시한
단면도이다.
【발명을 실시하기 위한 최선의 형태】
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, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기, 니트로기 , 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기 C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C6 내지 C30
헤테로아릴 7l,Cl 내지 C20 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
또한 상기 치환된 할로겐기, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기， C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C6 내지 C30 헤테로아릴기， C1 내지 C20 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10
트리플루오로알킬기 또는 시아노기 중 인접한 두 개의 치환기가 융합되어 고리를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 치환된 C6 내지 C30 아릴기는 인접한 또다른 치환된 C6 내지 C30 아릴기와 융합되어 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, 0, S,P 및 Si로 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 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬 (saturated alkyl)기 "일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C30인 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1 내지 C20 알킬기 또는 C1 내지 C10 알킬기일 수도 있다. 예를 들어， C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자가 포함되는 것을 의미하며， 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필 ,η-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
상기 알킬기는 구체적인 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 핵실기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로핵실기 등을 의미한다.
본 명세서에서 "아릴 (aryl)기"는 환형인 치환기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 P-오비탈이 공액 (conjugation)올 형성하고 있는 치환기를 의미하고, 모노시클릭 , 폴리시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭 (즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로아릴 (heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, 0, S, P 및 Si로 이루'어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및 /또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 , 치환 또는 비치환된 안트라세닐기 , 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 P-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기 , 치환 또는 비치환된 크리세닐기 , 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 치환 또는 비치환된 페릴레닐기， 치환 또는 비치환된 인데닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기 , 치환 또는 비치환된 티오페닐기 , 치환 또는 비치환된 피를릴기 , 치환 또는 비치환된 피라졸릴기 , 치환 또는 비치환된 이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일기, 치환 또는 비치환된 티아졸일기， 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기, 치환또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 밴즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환또는 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 플루오레닐기， 치환 또는 비치환된
디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기 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 발광충에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다. [화학식 1]
Figure imgf000007_0001
상기 화학식 1에서,
Z는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z 중 적어도 하나는 N 이고,
R1 내지 R10 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이고,
L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 터페닐렌기이고,
nl 내지 n3는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
nl+n2+n3>l 이고,
상기 화학식 에서 트리페닐렌기에 치환된 6원환의 총 개수는 6개 이하이다.
상기 트리페닐렌기에 치환된 6원환은 상기 트리페닐렌기에 직접 또는 간접적으로 연결된 모든 6원환을 말하는 것으로, 탄소 원자, 질소 원자 또는 이들의 조합으로 이루어진 6원환을 포함한다.
상기 유기 화합물은 트리페닐렌기의 결합 위치에 따라 예컨대 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-Π로 표현될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-Π]
Figure imgf000007_0002
상기 화학식 1ᅳ I 또는 1-Π에서，
Z, R1 내지 R10 및 Ra,L 및 nl 내지 n3는 전술한 바와 같다.
상기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물은 트리페닐렌 기와 적어도 하나의 질소 함유 헤테로아릴기를 포함한다.
상기 유기 화합물은 적어도 하나의 질소를 함유하는 고리를 포함함으로써 전기장 인가시 전자를 받기 쉬운 구조가 될 수 있고, 이에 따라 상기 유기 화합물을 적용한 유기 광전자 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
또한 상기 유기 화합물은 정공을 받기 쉬운 트리페닐렌 구조와 전자를 받기 쉬운 질소 함유 고리 부분을 함께 포함함으로써 바이폴라 (bipolar) 구조를 형성하여 정공 및 전자의 흐름을 적절히 균형 맞출 수 있고, 이에 따라 상기 유기 화합물을 적용한 유기 광전자 소자의 효율을 개선할 수 있다.
상기 화학식 1로ᅵ표현되는 유기 화합물은 아릴렌기 및 /또는
헤테로아릴렌기를 중심으로 적어도 하나의 꺾음 (kink) 구조를 가진다.
상기 꺾음 구조는 아릴렌 기 및 /또는 헤테로아릴렌기의 두 개의 연결 부분들이 직선 구조를 이루지 않는 구조를 말한다. 예컨대 페닐렌의 경우 연결 부분들이 직선 구조를 이루지 않는 올쏘 페닐렌 (o-phenylene)과 메타 페닐렌 (m- phenylene)이 상기 꺾임 구조를 가지며, 연결 부분들이 직선 구조를 이루는 파라 페닐렌 (p-phenylene)은 상기 꺾임 구조를 가지지 않는다.
상기 화학식 1에서, 상기 꺾임 구조는 연결기 (L) 및 /또는
아릴렌기 /헤테로아릴렌기를 중심으로 형성될 수 있다.
예컨대 상기 화학식 1의 nl이 0인 경우, 즉 연결기 (L)가 없는 구조에서는 아릴렌기 /헤테로아릴렌기를 중심으로 꺾임 구조를 형성할 수 있고, 예컨대 하기 화학식 la또는 lb로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 la] [화학식 lb]
Figure imgf000008_0001
상기 화학식 la또는 lb에서 ,Ζ 및 R1 내지 R10은 전술한 바와 같다. 예컨대 상기 화학식 1의 nl이 1인 경우에는 연결기 (L)를 중심으로 꺾임 구조를 형성할 수 있고, 예컨대 L은 꺾임 구조의 치환 또는 비치환된 페닐렌기 꺾임 구조의 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 꺾임 구조의 치환 또는 비치환된 터페닐렌기일 수 있다. 상기 L은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 치환 또는 비치환된 기에서 선택된 하나일 수 있다.
[그룹 1]
Figure imgf000009_0001
상기 R11 내지 R38은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴아민기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기 또는 이들의 조합이다.
상기 유기 화합물은 바람직하게는 적어도 두 개의 ^임 구조를 가질 수 있으며, 예컨대 두 개 내지 네 개의 꺾임 구조를 가질 수 있다.
상기 유기 화합물은 전술한 ¾임 구조를 가짐으로써 전술한 바이폴라 구조의 화합물 내에서 정공을 받기 쉬운 트리페닐렌 구조와 전자를 받기 쉬운 질소 함유 고리 부분을 적절히 구역화 (localization)하고 공액계의 흐름을 제어함으로써 우수한 바이폴라 (bipolar) 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 유기 화합물을 적용한 유기 광전자 소자의 수명을 개선할 수 있다.
또한, 화학식 1에서 코어인 트리페닐렌기에 치환된 탄소원자 및 /또는 질소원자로 구성된 6원환의 총 개수는 6개 이하를 가짐으로써 증착 공정시 높은 온도에 의해 화합물이 열분해되는 현상을 감소시키는 효과가 있다.
또한 상기 유기 화합물은 상기 구조에 따라 유기 화합물들의
스태킹 (stacking)을 효과적으로 방지하여 공정 안정성을 낮추는 동시에 증착 온도를 낮출 수 있다. 이러한 스태킹 방지 효과는 상기 화학식 1의 연결기 (L)를 포함하는 경우 더욱 높일 수 있다.
상기 유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 lc 내지 It로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 lc] [화학식 Id]
Figure imgf000010_0001
[화학식 lg] [화학식 lh]
Figure imgf000011_0001
[화학식 lo] [화학식 lp]
Figure imgf000012_0001
상기 화학식 id 내지 It에서 ,Ζ,ΙΙ1 내지 R14,R17 내지 R20,R23 내지 R26 및 R36 내지 R38은 전술한 바와 같다.
상기 유기 화합물은 예컨대 하기 그룹 2에 나열된 화합물일 수 있으나, '이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000013_0001
Z69800/CT0ZaM/X3d 86SS8 0Z OAV ζι
Figure imgf000014_0001
ZaM/X3d 86SS8 0Z OAV
ει
Figure imgf000015_0001
Z69800/CT0ZaM/X3d 86SS8 0Z OAV n
Figure imgf000016_0001
86SS8U 0Z OAV
J69800/£lOZa¾/X3<I
51
Figure imgf000017_0001
Z698oo/ iora¾/x3d
91
Figure imgf000018_0001
이하, 상술한 유기 화합물을 적용한 유기 광전자 소자를 설명한다.
상기 유기 광전자 소자는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 유기 광전 소자, 유기 발광 소자， 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼 등을 들 수 있다.
여기서는 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자 (100)는 서로 마주하는 양극 (120)과 음극 (110)， 그리고 양극 (120)과 음극 (110) 사이에 위치하는 유기충 (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 (ΠΌ),
인듐아연산화물 (IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO와 A1 또는 Sn02와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리 (3-메틸티오펜), 폴리 (3,4- (에틸렌 -1,2- 디옥시)티오펜 )(polyehtylenedioxythiophene:PEDT), 폴리피를 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, Li02/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층 (105)은 전술한 유기 화합물을 포함하는 발광층 (130)을 포함한다.
발광층 (130)은 예컨대 전술한 유기 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물 중 적어도 두 종류를 흔합하여 포함할 수도 있고 전술한ᅳ 유기 화합물과 다른 화합물을 흔합하여 포함할 수도 있다. 전술한 유기 화합물과 다른 화합물을 흔합하여 포함하는 경우, 예컨대 호스트 (host)와 도펀트 (dopant)의 형태로 포함될 수 있으며, 전술한 유기 화합물은 예컨대 호스트로 포함될 수 있다. 상기 호스트는 예컨대 인광 호스트 또는 형광 호스트일 수 있으며, 예컨대 인광 호스트일 수 있다.
전술한 유기 화합물이 호스트로 포함되는 경우, 도펀트는 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며 공지된 도편트 중에서 선 ^될 수 있다.
도 2를 참고하면, 유기 발광 소자 (200)는 발광층 (130) 외에 정공
보조층 (140)을 더 포함한다. 정공 보조층 (140)은 양극 (120)과 발광층 (130) 사이의 정공 주입 및 /또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 정공 보조층 (140)은 예컨대 정공 수송층, 정공 주입층 및 /또는 전자 차단층일 수 있으며， 적어도 1층을 포함할 수 있다. 전술한 유기 화합물은 발광층 (130) 및 /또는 정공 보조층 (140)에 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에서는 도 1 또는 도 2에서
유기박막층 (105)으로서 추가로 전자 수송층, 전자주입층, 정공주입층 등을 더 포함한 유기발광 소자일 수도 있다.
유기 발광 소자 (100， 200)는 기판 위에 양극 또는 음극을 형성한 후， 진공증착법 (evaporation), 스퍼터링 (sputtering), 플라즈마 도금 및 이온도금과 같은 건식성막법 ; 또는 스핀코팅 (spin coating), 슬릿코팅 (slit coating), 침지법 (dipping), 유동코팅법 (flow coating) 및 잉크젯 인쇄 (inkjet printing)과 같은 습식성막법 등으로 유기층을 형성한 후, 그 위에 음극 또는 양극을 형성하여 제조할 수 있다.
상술한 유기 발광 소자는 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다ᅳ
【발명의 실시를 위한 형태】
유기 화합물의 합성
대표 합성법
대표 합성법은 하기 대표 반웅식과 같다.
[대표 반웅식]
Figure imgf000020_0001
A = CI, Br, I
중간체의 합성
합성예 1: 중간체 1-1의 합성
[반응식 1]
Figure imgf000020_0002
질소 환경에서 2-bromotriphenylene(100g, 326mmol)을 dimethylforamide(DMF) 1L에 녹인 후， 여 기 에 bis(pinacolato)diboron (99.2 g, 391 mmol)와 (Ι ,Ι '- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(2.66 g, 3.26 mmol) 그리 고 potassium acetate(80 g, 815 mmol)을 넣고 150 °C에서 5시간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반웅 완료 후 반응액에 물을 넣고 흔합물을 필터 한 후, 진공오본에서 건조하였다. 이 렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-1(113 g, 98 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H23B02: 354.1791 , found: 354.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 7 %
합성 예 2: 중간체 1-2의 합성
Figure imgf000021_0001
질소 환경 에서 2-bromotriphenylene(32.7 g, 107 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.3 L에 녹인 후, 여 기 에 3-chlorophenylboronic acid(20 g, 128 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(l .23 g, 1.07 mmol)을 넣고 교반시 켰다. 물에 포화된 potassuim carbonate(36.8 g, 267 mmol)을 넣고 80 °C에서 24시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거 한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이 렇게 얻어 진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-2(22.6 g, 63 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H15C1: 338.0862, found: 338.
Elemental Analysis: C, 85 %; H, 5 %
합성 예 3: 중간체 1-3의 합성
[반응식 3]
Figure imgf000021_0002
질소 환경 에서 상기 화합물 1-2(22.6 g, 66.7 mmol)를 dimethylfommide(DMF) 0.3 L 녹인 후, 여기에 bis(pinacolato)diboron(25.4g, lOOmmol)와 (Ι,Ι'- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(0.54 g, 0.67 mmol) 그리고 potassium acetate(l 6.4 g, 167 mmol)을 넣고 150 °C에서 48시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반웅액에 물을 넣고 흔합물을 필터한 후, 진공오븐에서 건조하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 화합물 1-3(18.6 g, 65 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H27BO2: 430.2104, found: 430.
Elemental Analysis: C, 84 %; H, 6 %
합성예 4: 중간체 1-4의 합성
[반응식 4]
Figure imgf000022_0001
질소 환경에서 상기 화합물 1-1(100 g, 282 mmol)을 tetrahydrof ran(THF) 1 L에 녹인 후, 여기에 1-1 01^10-2-10(101^^∞6(95.9& 3391 끄01)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(3.26g,2.82mmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 potassuim carbonate(97.4 g, 705 mmol)을 넣고 80 °C에서 53시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 1-4(95.1 g, 88%)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H15Br: 382.0357, found: 382.
Elemental Analysis: C, 75 %; H, 4 %
합성예 5: 중간체 1-5의 합성
[반응식 5]
Figure imgf000022_0002
-4 -5 질소 환경 에서 상기 화합물 1-4(90 g, 235 mmol)을 dimethylforamide(DMF) 0.8 L에 녹인 후, 여기 에 bis(pinacolato)diboron (71.6 g, 282 mmol)와 (1 ,1 '- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(1.92 g, 2.35 mmol) 그리고 potassium acetate(57.7 g, 588 mmol)을 넣고 150 °C에서 35시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 흔합물을 필터 한 후， 진공오븐에서 건조하였다. 이 렇게 얻어 진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-5(74.8 g, 74 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H27BO2: 430.2104, found: 430.
Elemental Analysis: C, 84 %; H, 6 %
합성 예 6: 중간체 1-6의 합성
[반웅식 6]
Figure imgf000023_0001
질소 환경 에서 상기 화합물 1-3(50 g, 1 16 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.5 L에 녹인 후, 여 기 에 l-bromo-3-iodobenzene(39.4 g, 139 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(1.34 g, 1.16 mmol)-i- 넣고 교반시 켰다. 물에 포화된 potassuim carbonate(40.1 g, 290 mmol)을 넣고 80 °C에서 12시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거 한 후, 필터하고 감압 농축하였다.
이 렇게 얻어 진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 I- 6(42.6 g, 80 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H19Br: 458.0670, found: 458.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 4 %
합성 예 7: 중간체 1-7의 합성 [반응식 7]
Figure imgf000024_0001
질소 환경 에서 상기 화합물 1-6(40 g, 87.1 mmol)을 dimethylforamide(DMF) 0.3 L에 녹인 후, 여 기 에 bis(pinacolato)diboron (26.5 g, 104 mmol)^ (Ι ,Ι '- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(0.71 g, 0.87 mmol) 그리고 potassium acetate(21.4 g, 218 mmol)을 넣고 150 °C에서 26시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 흔합물을 필터 한 후， 진공오븐에서 건조하였다. 이 렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-7(34 g, 77 %)올 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C36H31B02: 506.2417, found: 506.
Elemental Analysis: C, 85 %; H, 6 %
합성 예 8: 중간체 1-8의 합성
[반웅식 8]
Figure imgf000024_0002
질소 환경 에서 상기 화합물 1-5(70 g, 163 mmol)를 tetrahydrofuran(THF) 0.6 L에 녹인 후, 여 기 에 l-bron -2-iodobenzene(55.2 g, 195 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(1.88 g, 1.63 mmol)을 넣고 교반시 켰다. 물에 포화된 potassuim carbonate(56.3 g, 408 mmol)을 넣고 80 °C에서 12시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다. 반응 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거 한 후, 필터 하고 감압 농축하였다. 이 렇게 얻어 진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-8(68.1 g, 91 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H19Br: 458.0670, found: 458.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 4 % 합성예 9: 중간체 1-9의 합성
[반웅식 9]
Figure imgf000025_0001
1-8 1 -9
질소 환경에서 상기 화합물 1-8(40 g, 87.1 mmol)을 dimethylforamide(DMF) 0.3 L에 녹인 후, 여기에 5()^ 01 0)<1 01ᅳ00(26.5 1041 1101)와 (1,1，- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(0.71 g, 0.87 mmol) 그리고 potassium acetate(21.4g, 218 mmol)을 넣고 150 °C에서 23시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반응액에 물올 넣고 흔합물을 필터한 후, 진공오븐에서 건조하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 1-9(30.4 g, 69 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C36H31B02: 506.2417, found: 506.
Elemental Analysis: C, 85 %; H, 6 %
합성예 10: 중간체 1-10의 합성
[반웅식 10]
Figure imgf000025_0002
' -9 卜10
질소 환경에서 상기 화합물 1-9(30 g, 59.2 mmol)를 tetrahydrofuran(THF) 0.3
L에 녹인 후, 여기에 l-bromo-2-iodobenzene(20.1 g, 71.1 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.68 g, 0.59 mmol)-i: 넣고 교반시켰다 . 물에 포화된 potassuim carbonate(20.5 g, 148 mmol)을 넣고 80 °C에서 16시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 1-10(32.4 g, 85 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C36H23Br: 534.0983, found: 534.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 4 %
합성 예 11: 중간체 1-11의 합성
[반웅식 1 1]
Figure imgf000026_0001
1 - 10 1 - 11 질소 환경 에서 상기 화합물 1-10(30 g, 56 mmol)을 dimethylforamide(DMF) 0.3 L에 녹인 후， 여 기 에 bis(pinacolato)diboron (17.1 g, 67.2 mmol)와 (Ι , Γ- bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(0.46 g, 0.56 mmol) 그리 고 potassium acetate( 13.7 g, 140 mmol)을 넣고 150 °C에서 25시 간 동안 가열하여 환류 시 켰다ᅳ 반웅 완료 후 반응액에 물을 넣고 흔합물을 필터 한 후, 진공오본에서 건조하였다. 이 렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정 제하여 상기 화합물 1-1 1(22.8 g, 70 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C42H35B02: 582.2730, found: 582.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 6 %
최종 화합물의 합성
합성 예 12: 화합물 1의 합성
[반옹식 12]
Figure imgf000026_0002
질소 환경 에서 상기 화합물 1-1(20 g, 56.5 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기 에 2-chloro-4,6-diphenyl-l,3,5-triazine(15.1 g, 56.5 mmol)와 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.65 g, 0.57 mmol)을 넣고 교반시 켰다. 물에 포화된 potassuimcarbonate(19.5 g, 141 mmol)을 넣고 80 °C에서 20시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후， 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 1(22.1 g, 85 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H21N3: 459.1735, found: 459.
Elemental Analysis: C, 86 %; H, 5 %
합성예 13: 화합물 13의 합성
[반웅식 13]
Figure imgf000027_0001
질소 환경에서 상기 화합물 1 -3(20 g, 46.5 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 4-chloro-2,6-diphenylpyridine(12.4 g, 46.5 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.54 g, 0.47 mmol)¾- 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 !)01&5^^0&^0 1^16.1 1161 1)을 넣고 80 °C에서 17시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후， 필터하고 감압 농축하였다ᅳ 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 13(18.9 g, 76%)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C41H27N: 533.2143, found: 533.
Elemental Analysis: C, 92 %; H, 5 %
합성예 14: 화합물 14의 합성 [반웅식 14]
Figure imgf000028_0001
14 질소 환경에서 상기 화합물 1-3(20 g, 46.5 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine(12.4 g, 46.5 mmol)≤f
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.54 g, 0.47 mmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 {^&3^0 001：130 (16.1 116^^101)을 넣고 80 °C에서 15시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후， 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 14(20.4 g, 82%)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C40H26N2: 534.2096, found: 534.
Elemental Analysis: C, 90 %; H, 5 %
합성예 15: 화합물 15의 합성
[반웅식 15]
Figure imgf000028_0002
15 질소 환경에서 상기 화합물 1-3(20 g, 46.5 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 2-chloro-4,6-diphenyl-l,3,5-triazine(12.4g,46.5 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.54 g, 0.47 mmol)-i: 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 1^35^^ 01¾00 16.1 1161 1101)을 넣고 80 °C에서 20시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후， 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 15(21.2 g, 85%)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C39H25N3: 535.2048, found: 535.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 16: 화합물 24의 합성
[반웅식 16]
Figure imgf000029_0001
질소 환경에서 상기 화합물 1-5(20 g, 46.5 mmol)를 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 2-chloro-4,6-diphenyl-l,3,5-triazine(l2.4g, 46.5mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.54 g, 0.47 mmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 !^ 5^^ 0&1 00^^16.1 11611^01)을 넣고 80 °C에서 27시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 24(19.7 g, 79%)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C39H25N3: 535.2048, found: 535.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 17: 화합물 33의 합성
Figure imgf000029_0002
질소 환경에서 상기 화합물 1-7(20 g, 39.5 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 2-chloro-4,6-diphenyl- ,5-triazine(l().6g, 39.5 mmol)와 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.46 g, 0.4 mmol)-§- 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 potassuimcarbonate(13.6g, 98.8mmol)올 넣고 80 °C에서 23시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 33(17.9 g, 74%)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C45H29N3: 611.2361, found: 611.
Elemental Analysis: C, 88 %; H, 5 %
합성예 18: 화합물 69의 합성
[반웅식 18]
Figure imgf000030_0001
질소 환경에서 상기 화합물 1-9(20 g, 39.5 mmol)를 tetrahydrofuran(THF) 0.2 L에 녹인 후, 여기에 2- 100-4，6-^1)1 1-1,3,5-^& ^(10.6 39.51 1)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.46 g, 0.4 mmol)-§- 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 1^&3^ ^&1"150^16(13.6 98.81 ^1)을 넣고 80 °C에서 32시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 69(15.2 g, 63%)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C45H29N3: 611.2361, found: 611.
Elemental Analysis: C, 88 %; H, 5 %
합성예 19: 화합물 87의 합성
Figure imgf000031_0001
1-11 87
질소 환경에서 상기 화합물 l-ll(20g,34.3mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.15 L에 녹인 후, 여기에 2-chloro-4,6-diphenyl-l,3,5-triazine(9.19g, 34.3 mmol)와
tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0.4 g, 0.34 mmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 1^&5^^0^1?0 ^£；(11.9 85.8^10101)을 넣고 80 °C에서 29시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반웅 완료 후 반웅액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash c이 umn chromatography로 분리 정제하여 상기 화합물 87(16.3 g, 69%)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C51H33N3: 687.2674, found: 687.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
유기 발광 소자의 제작
실시예 1
합성예 12에서 얻은 화합물 1을 호스트로 사용하고, Ir(PPy)3를 도펀트로 사용하여 유기발광소자를 제작하였다.
양극으로는 ΠΌ를 1000 A의 두께로 사용하였고, 음극으로는
알루미늄 (A1)을 1000 A의 두께로 사용하였다. 구체적으로, 유기발광소자의 제조방법을 설명하면, 양극은 15Q/cm2의 면저항값을 가진 ΠΌ 유리 기판을 50mm X 50 mm X 0.7 mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코을과 순수물 속에서 각 15 분 동안 초음파세정한 후, 30 분 동안 UV 오존 세정하여
사용하였다.
상기 기판 상부에 진공도 650xl0-7Pa, 증착속도 0.1 내지 0.3 nm/s의 조건으로 N4,N4'-di(naphthalen-l-yl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4 (NPB) (80 nm)를 증착하여 800 A의 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 동일한 진공 증착조건에서 실시예 1에서 얻은 화합물 1을 이용하여 막 두께 300 A의 발광층을 형성하였고, 이 때, 인광 도편트인 Ir(PPy)3을 동시에 증착하였다. 이 때, 인광 도편트의 증착속도를 조절하여， 발광층의 전체량을 100 중량 %로 하였을 때, 인광 도펀트의 배합량이 7 중량0 /0가 되도록 증착하였다.
상기 발광층 상부에 동일한 진공 증착조건을 이용하여 Bis(2-methyl-8- quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium(BAlq)를 증착하여 막 두께 50 A의 정공저지층올 형성하였다. 이어서， 동일한 진공 증착조건에서 Alq3를 증착하여, 막 두께 200 A의 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 상부에 음극으로서 LiF와 A1을 순차적으로 증착하여 유기광전소자를 제작하였다.
상기 유기광전소자의 구조는 ITO/NPB(80nm)/EML (화합물 1 (93 중량0 /0) + Ir(PPy)3(7 중량0 /0), 30 nm)/ Balq (5 nm)/ Alq3 (20 nm)/ LiF (1 nm) I Al (100 nm) 의 구조로 제작하였다.
실시예 2
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 13의 화합물 13을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 3
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 14의 화합물 14를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 4
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 15의 화합물 15를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 5
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 16의 화합물 24를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 6
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 17의 화합물 33을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 7
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 18의 화합물 69를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
실시예 8
합성예 12의 화합물 1 대신 합성예 19의 화합물 87을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
비교예 1
합성예 12의 화합물 1 대신 하기 구조의 CBP를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
비교예 2
합성예 12의 화합물 1 대신 하기 구조의 HOST1올 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
비교예 3
합성예 12의 화합물 1 대신 하기 구조의 HOST2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
상기 유기발광소자 제작에 사용된 NPB, BAlq, CBP, Ir(PPy)3, HOST1 및 HOST2의 구조는 하기와 같다.
Figure imgf000033_0001
평가
실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 3에 따른 유기발광소자의 전압에 따른 전류밀도 변화, 휘도 변화 및 발광효율을 측정하였다.
구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 1과 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 전류- 전압계 (Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘 도변화 측정
제조된 유기 발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시 키 면서 휘도계 (Minolta Cs-IOOOA)를 이용하여 그 때의 휘 도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기 (1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도 (10 mA/cm2)의 전류 효율 (cd/A) 을 계산하였다.
(4) 수명 측정
휘도 (cd/m2)를 5000 cd/m2 로 유지하고 전류 효율 (cd/A)이 90%로 감소하는 시 간을 측정하여 결과를 얻었다.
[표 1]
Figure imgf000034_0001
상기 표 1에 의하면, 실시 예 1 내지 8에 따른 유기 발광소자는 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 유기발광소자와 비교하여 발광효율 및 수명 이 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다.
구체적으로， 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자에서 사용된 화합물은 비교예 1 내지 3에 따른 유기발광소자에서 사용된 화합물과 달리 질소를 포함하여 전자를 받기에 용이한 구조를 가지고 있다. 이에 따라 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자는 비교예 1 내지 3에 따른 유기발광소자와 비교하여 구동 전압이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자에서 사용된 화합물은 정공을 받기 쉬운 트리페닐렌 구조와 전자를 받기 쉬운 질소 함유 고리 부분을 함께 포함하는 바이폴라 구조를 가짐으로써 정공과 전자의 흐름올 적절히 균형 맞출 수 있고, 이에 따라 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자는 비교예 1 내지 3에 따른 유기발광소자와 비교하여 효율이 높은 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자에서 사용된 화합물은 정공을 받기 쉬운 트리페닐렌 구조와 전자를 받기 쉬운 질소 함유 고리 부분을 적절히 구역화하는 구조를 가짐으로써 공액계의 흐름을 제어할 수 있고, 이에 따라 실시예 1 내지 8에 따른 유기발광소자는 비교예 1 또는 3에 비해 수명이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 더욱이, 실시예 14, 15, 16의 경우 비교예 2의 경우보다도 90% 수명 비교시 약 3배 또는 그 이상으로 향상됨을 알 수 있으며, 수명증가에도 불구하고 발광효율은 1.6배 이상 상승된 것을 확인할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인툭징을 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.

Claims

【청구의 범위】 【청구항 1】 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물:
[화학식 1]
Figure imgf000036_0001
상기 화학식 1에서，
Z는 각각 독립 적으로 N 또는 CRa이고，
Z 중 적 어도 하나는 N 이고,
R1 내지 R10 및 Ra는 각각 독립 적으로 수소， 중수소, 치환 또는 비 치 환된 C1 내지 C10 알킬기 , 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이고，
L은 치환 또는 비치환된 페닐 렌기， 치환 또는 비치환된 바이페닐 렌기 또는 치환 또는 비 치환된 터페닐렌기 이고,
nl 내지 n3는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
nl+n2+n3>l 이고,
상기 화학식 1에서 트리페닐렌기에 치환된 6원환의 총 개수는 6개 이하이다.
【청구항 2]
제 1항에서 ,
하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-Π로 표현되 는 유기 화합물: [화학식 1-1] [화학식
Figure imgf000037_0001
상기 화학식 1-1 또는 1-Π에서,
Z는 각각 독립적으로 N또는 CRa이고,
Z 중 적어도 하나는 N 이고,
R1 내지 R10 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이고,
L은 치환 또는 비치환된 페닐렌기， 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 터페닐렌기이고,
nl 내지 n3는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
nl+n2+n3>l 이다.
【청구항 3]
거 11항에서,
상기 L은 꺾임 (kink) 구조의 치환 또는 비치환된 페닐렌기 , 꺾임 구조의 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 꺾임 구조의 치환 또는 비치환된 터페닐렌기인 유기 화합물.
【청구항 4】
제 3항에서,
상기 L은 하기 그룹 1에 나열된 치환 또는 비치환된 기에서 선택된 하나인 유기 화합물. [그룹 i]
Figure imgf000038_0001
상기 R11 내지 R38은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아민기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기 또는 이들의 조합이다.
【청구항 5]
거 11항에서,
상기 유기 화합물은 적어도 두 개의 찍임 구조를 가지는 유기 화합물.
【청구항 6]
거 U항에서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 la또는 lb로 표현되는 유기 화합물: [화학식 la] [화학식 lb]
Figure imgf000039_0001
상기 화학식 la또는 lb에서,
Z는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
Z 중 적어도 하나는 N 이고,
. R1 내지 R10 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이다.
【청구항 7】
제 1항에서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 lc 내지 It 중 어느 하나로 표현되는 유 7 화합물:
[화학식 lc] [화학식 Id]
[화학식 lg] [화학식 lh]
Figure imgf000040_0001
[화학식 lo] [화학식 lp]
Figure imgf000041_0001
상기 화학식 lc 내지 It에서,
Z는 각각 독립적으로 N 또는 CRa이고,
R1 내지 R10및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기 또는 이들의 조합이고
R11 내지 R14,R17 내지 R20,R23 내지 R26 및 R36 내지 R38은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30
헤테로사이클로알킬기, 치환또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기， 치환또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 할로겐기, 할로겐 함유기， 시아노기, 히드록실기, 아미노기， 니트로기， 카르복실기, 페로세닐기 또는 이들의 조합이다.
【청구항 8]
제 1항에서,
하기 그룹 2에 나열된 유기 화합물:
[그룹 2]
Figure imgf000043_0001
lO∑aM/X3d
Figure imgf000044_0001
86SS8l/M0Z: OAV
Z69800/eiOZH¾/X3d
Figure imgf000045_0001
Figure imgf000046_0001
0ΖΗΜ/Χ3<1 86SS8 H0Z OAV
f
【청구항 9】
게 1항에서 ,
-2.0 내지 -2.5eV의 LUMO 에너지를 가지는 유기 화합물.
【청구항 10】
서로 마주하는 양극과 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위 치하는 적 어도 1충의 유기층 을 포함하고,
상기 유기층은 게 1항 내지 게 9항 중 어느 한 항에 따른 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 1 11
제 10항에서 ,
상기 유기층은 발광층을 포함하고,
상기 발광층은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 12]
제 10항에서，
상기 유기 화합물은 상기 발광층의 호스트로서 포함되는 유기 광전자 소자.
【청구항 13】
제 10항에서 ,
상기 유기층은 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 전자 수송 층, 전자 주입 층 및 정공 차단 층에서 선택된 적어도 하나의 보조층을 포함하고, 상기 보조층은 상기 유기 화합물을 포함하는
유기 광전자 소자.
【청구항 14】
제 10항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치 .
PCT/KR2013/008692 2013-05-16 2013-09-27 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 WO2014185598A1 (ko)

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