WO2015178585A1 - 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

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문성윤
이범성
박정철
지희선
이선희
권재택
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Definitions

  • the present invention relates to a compound for an organic electric device, an organic electric device using the same, and an electronic device thereof.
  • organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using an organic material.
  • An organic electric element using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic layer is often made of a multi-layer structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic electric device, for example, it may be made of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the material used as the organic material layer in the organic electric element 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.
  • Efficiency, lifespan, and driving voltage are related to each other, and as the efficiency increases, the driving voltage decreases relatively, and the crystallization of organic materials due to Joule heating generated during driving decreases as the driving voltage decreases.
  • the lifespan tends to increase.
  • simply improving the organic material layer does not maximize the efficiency. This is because a long lifetime and high efficiency can be simultaneously achieved when an optimal combination of energy level and T 1 value between each organic material layer, intrinsic properties (mobility, interfacial properties, etc.) of the material is achieved.
  • An object of the present invention is to provide a compound capable of improving the luminous efficiency, stability and lifetime of the device, an organic electric device using the same, and an electronic device thereof.
  • the present invention provides a compound represented by the following formula.
  • the present invention provides an organic electronic device using the compound represented by the above formula and an electronic device thereof.
  • FIG. 1 is an exemplary view of an organic electroluminescent device according to the present invention.
  • first, second, A, B, (a), and (b) can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be “connected”, “coupled” or “connected”. In addition, if a component such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another component, it is not only when the other component is “on top of” but also another component in between. It is to be understood that this may also include cases. On the contrary, when a component is said to be “directly above” another part, it should be understood to mean that there is no other part in the middle.
  • halo or halogen means fluorine (F), bromine (Br), chlorine (Cl) or iodine (I) and the like unless otherwise stated.
  • alkyl or “alkyl group” has a single bond of 1 to 60 carbon atoms, unless otherwise indicated, and is a straight chain alkyl group, branched chain alkyl group, cycloalkyl (alicyclic) group, alkyl-substituted cyclo Radicals of saturated aliphatic functional groups, including alkyl groups, cycloalkyl-substituted alkyl groups.
  • heteroalkyl group means that at least one of the carbon atoms constituting the alkyl group has been replaced with a heteroatom.
  • alkenyl group or “alkynyl group”, unless stated otherwise, has a double or triple bond of 2 to 60 carbon atoms, and includes a straight or branched chain group, and is not limited thereto. It is not.
  • cycloalkyl refers to alkyl forming a ring having 3 to 60 carbon atoms, without being limited thereto.
  • alkoxyl group means an alkyl group to which an oxygen radical is attached, and unless otherwise specified, has a carbon number of 1 to 60, and is limited herein. It is not.
  • alkenoxyl group means an alkenyl group to which an oxygen radical is attached, and unless otherwise stated, it is 2 to 60 It has carbon number of, It is not limited to this.
  • aryloxyl group or “aryloxy group” means an aryl group to which an oxygen radical is attached, and unless otherwise specified, has a carbon number of 6 to 60, but is not limited thereto.
  • aryl group and “arylene group” have a carbon number of 6 to 60 unless otherwise stated, but is not limited thereto.
  • an aryl group or an arylene group means an aromatic of a single ring or multiple rings, and includes an aromatic ring formed by neighboring substituents participating in a bond or a reaction.
  • the aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a fluorene group, a spirofluorene group, or the like.
  • aryl or "ar” means a radical substituted with an aryl group.
  • an arylalkyl group is an alkyl group substituted with an aryl group
  • an arylalkenyl group is an alkenyl group substituted with an aryl group
  • the radical substituted with an aryl group has the carbon number described herein.
  • an arylalkoxy group means an alkoxy group substituted with an aryl group
  • an alkoxylcarbonyl group means a carbonyl group substituted with an alkoxyl group
  • an arylcarbonylalkenyl group means an alkenyl group substituted with an arylcarbonyl group.
  • the arylcarbonyl group is a carbonyl group substituted with an aryl group.
  • heteroalkyl means an alkyl including one or more heteroatoms unless otherwise indicated.
  • heteroaryl group or “heteroarylene group” means an aryl group or arylene group having 2 to 60 carbon atoms, each containing one or more heteroatoms, unless otherwise specified. It may include at least one of a single ring and multiple rings, and adjacent functional groups may be formed in combination with each other.
  • heterocyclic group includes one or more heteroatoms, unless otherwise indicated, and has from 2 to 60 carbon atoms, and includes at least one of single and multiple rings, heteroaliphatic rings and hetero Aromatic rings. Adjacent functional groups may be formed by binding to each other.
  • heteroatom refers to N, O, S, P or Si unless otherwise noted.
  • Heterocyclic groups may also include rings comprising SO 2 in place of the carbon forming the ring.
  • a “heterocyclic group” includes the following compounds.
  • aliphatic as used herein means an aliphatic hydrocarbon having 1 to 60 carbon atoms
  • aliphatic ring means an aliphatic hydrocarbon ring having 3 to 60 carbon atoms.
  • ring refers to a fused ring consisting of an aliphatic ring having 3 to 60 carbon atoms or an aromatic ring having 6 to 60 carbon atoms or a hetero ring having 2 to 60 carbon atoms or a combination thereof. Saturated or unsaturated rings.
  • heterocompounds or heteroradicals other than the aforementioned heterocompounds include, but are not limited to, one or more heteroatoms.
  • substituted in the term “substituted or unsubstituted” refers to deuterium, halogen, amino groups, nitrile groups, nitro groups, C 1 -C 20 alkyl groups, C 1 -C 20 alkoxyl group, C 1 -C 20 alkylamine group, C 1 -C 20 alkylthiophene group, C 6 -C 20 arylthiophene group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alkynyl, C 3 -C 20 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, of a C 6 -C 20 aryl group substituted with a heavy hydrogen, C 8 -C 20 aryl alkenyl group, a silane group, a boron Substituted by at least one substituent selected from the group consisting of a group, a germanium group, and a C 2 -C
  • the substituent R 1 when a is an integer of 0, the substituent R 1 is absent, when a is an integer of 1, one substituent R 1 is bonded to any one of carbons forming the benzene ring, and a is an integer of 2 or 3 are each bonded as follows, where R 1 may be the same or different from each other, and when a is an integer from 4 to 6, it is bonded to the carbon of the benzene ring in a similar manner, while the indication of hydrogen bonded to the carbon forming the benzene ring Is omitted.
  • FIG. 1 is an exemplary view of an organic electric device according to an embodiment of the present invention.
  • an organic electric device 100 may include a first electrode 120, a second electrode 180, and a first electrode 110 formed on a substrate 110.
  • An organic material layer including the compound according to the present invention is provided between the two electrodes 180.
  • the first electrode 120 may be an anode (anode)
  • the second electrode 180 may be a cathode (cathode)
  • the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.
  • the organic layer may include a hole injection layer 130, a hole transport layer 140, a light emitting layer 150, an electron transport layer 160, and an electron injection layer 170 on the first electrode 120 in sequence. In this case, the remaining layers except for the light emitting layer 150 and the hole transport layer 140 may not be formed.
  • the hole blocking layer, the electron blocking layer, the light emitting auxiliary layer 151, the buffer layer 141 may further include, and the electron transport layer 160 may serve as the hole blocking layer.
  • the organic electronic device further includes a protective layer or a light efficiency improving layer formed on one surface of the at least one surface of the first electrode and the second electrode opposite to the organic material layer. can do.
  • Compound according to an embodiment of the present invention applied to the organic layer is a hole injection layer 130, a hole transport layer 140, an electron transport layer 160, an electron injection layer 170, a light emitting layer 150, a light emitting auxiliary layer ( 151 or the light efficiency improving layer.
  • the compound of the present invention may be used in at least one of the hole transport layer 140, the hole injection layer 130, the light emitting layer 150, and the light emitting auxiliary layer 151.
  • band gaps, electrical characteristics, and interface characteristics may vary depending on which substituents are bonded at which positions, and thus, selection of cores and combinations of sub-substituents bonded thereto may be performed.
  • long life and high efficiency can be simultaneously achieved when an optimal combination of energy level and T 1 value and intrinsic properties (mobility, interfacial properties, etc.) between organic layers is achieved.
  • the organic electroluminescent device may be manufactured using various deposition methods. It can be manufactured using a deposition method such as PVD or CVD, for example, by depositing a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on the substrate to form the anode 120, the hole injection layer 130, After depositing an organic material layer including the hole transport layer 140, the light emitting layer 150, the electron transport layer 160, and the electron injection layer 170, a material that can be used as the cathode 180 may be deposited thereon.
  • a deposition method such as PVD or CVD, for example, by depositing a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on the substrate to form the anode 120, the hole injection layer 130, After depositing an organic material layer including the hole transport layer 140, the light emitting layer 150, the electron transport layer 160, and the electron injection layer 170, a material that can be used as the cathode 180 may be deposited thereon.
  • the organic material layer is a solution or solvent process (e.g., spin coating process, nozzle printing process, inkjet printing process, slot coating process, dip coating process, roll-to-roll process, doctor blading) using various polymer materials. It can be produced in fewer layers by methods such as ding process, screen printing process, or thermal transfer method. Since the organic material layer according to the present invention may be formed in various ways, the scope of the present invention is not limited by the forming method.
  • the organic electric element according to an embodiment of the present invention may be a top emission type, a bottom emission type or a double-sided emission type according to the material used.
  • WOLED White Organic Light Emitting Device
  • Various structures for white organic light emitting devices mainly used as backlight devices have been proposed and patented. Representatively, a side-by-side method in which R (Red), G (Green), and B (Blue) light emitting parts are mutually planarized, and a stacking method in which R, G, and B light emitting layers are stacked up and down. And a color conversion material (CCM) method using photo-luminescence of an inorganic phosphor by using electroluminescence by a blue (B) organic light emitting layer and light therefrom. May also be applied to these WOLEDs.
  • CCM color conversion material
  • the organic electroluminescent device may be one of an organic electroluminescent device, an organic solar cell, an organic photosensitive member, an organic transistor, a monochromatic or white illumination device.
  • Another embodiment of the present invention may include a display device including the organic electric element of the present invention described above, and an electronic device including a control unit for controlling the display device.
  • the electronic device may be a current or future wired or wireless communication terminal, and includes all electronic devices such as a mobile communication terminal such as a mobile phone, a PDA, an electronic dictionary, a PMP, a remote controller, a navigation device, a game machine, various TVs, and various computers.
  • Ar a is represented by the following formula (2)
  • Ar b is represented by the following formula (3)
  • Ar c is a C 6 -C 60 aryl group, fluorenyl group, C 2 -C 60 heterocyclic group And it may be selected from the group consisting of C 1 -C 60 Alkyl group.
  • the heterocyclic group may include at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si, and P.
  • Ar c may preferably be an aryl group of C 6 -C 24 , a fluorenyl group, a heterocyclic group of C 2 -C 24 , and the like, more preferably a C 6 -C 12 aryl group, a fluorenyl group, or C 2 -C 12 heterocyclic group and the like.
  • Ar c may be a phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, substituted or unsubstituted fluorenyl group, dibenzothienyl group, dibenzofuryl group, carbazolyl group, or the like.
  • m and n are each independently an integer of 0 or 1.
  • n 1, n is also preferably 1, for example, when an X 2 containing ring is formed, it is preferable that an X 1 containing ring is also formed.
  • X 1 and X 2 may be each independently one of NR ′, O, S, or CR′R ′′, wherein R ′ and R ′′ are each independently C 6 -C An aryl group of 60 ; Fluorenyl group; C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 1 -C 60 Alkyl group; may be selected from the group consisting of, preferably C 6 -C 24 aryl group, fluorenyl group, C 2 -C 24 heterocyclic group, or C 1 -C 20 It may be an alkyl group and the like, more preferably may be C 6 -C 14 aryl group, fluorenyl group, C 4 -C 12 heterocyclic group or C 1 -C 10 alkyl group.
  • R 'and R are each independently substituted with a phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, dibenzothienyl group, 9,9-dimethylfluorenyl group, quinazolyl group, pyrimidyl group, deuterium substituted phenyl group, ethenyl Phenyl group, phenanthrenyl group, naphthyl group substituted with phenyl, methyl group, spirofluorenyl group and the like.
  • L 1 and L 2 are independently of each other, a single bond; C 6 -C 60 arylene group; Fluorenylene groups; C 2 -C 60 divalent heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And a divalent fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 , and may be selected from a group consisting of a single bond, an arylene group of C 6 -C 24 , and a flu.
  • Orylene group, or a divalent heterocyclic group of C 2 -C 24 and more preferably, a single bond, an arylene group of C 6 -C 12 , a fluorenylene group, or a divalent group of C 2 -C 12 .
  • L 1 and L 2 may be each independently a phenylene group, a biphenylene group, a 9,9-dimethylfluorenylene group, a phenyl substituted phenylene group or a divalent dibenzothienyl group.
  • R 1 to R 4 are each independently, deuterium; Tritium; Halogen group; C 6 -C 60 aryl group; Fluorenyl group; C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; An alkyl group of C 1 -C 60 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; A cycloalkyl group of C 3 -C 60 ; An alkoxy group of C 1 -C 30 ; C 6 -C 30 aryloxy group; And -L 3 -N (R 5 ) (R 6 ); It may be selected from the group consisting of, deuterium, C 6 -C 24 aryl group, fluorenyl group, C 2 -
  • R 1 to R 4 may be bonded to each other adjacent groups to form at least one ring.
  • R 1 to R 4 which do not form a ring may be defined in the same manner as defined above.
  • adjacent R 1 may be bonded to each other to form a ring
  • R 2 may be an aryl group or a heterocyclic group independently from each other even if adjacent to each other.
  • l is an integer of 2 or more
  • a plurality of R 1 may be the same or different from each other, and some of the neighboring groups may be bonded to each other to form a ring and the remaining ring does not form a group selected from the above-described substituent groups.
  • o, p or q is an integer of 2 or more.
  • the ring formed by combining adjacent groups includes at least one heteroatom selected from the group consisting of C 3 -C 60 aliphatic ring, C 6 -C 60 aromatic ring, O, N, S, Si and P It may be a C 2 -C 60 heterocycle, or a fused ring consisting of a combination thereof, and may be a single ring or multiple rings as well as a saturated or unsaturated ring.
  • L 3 is independently of each other, a single bond; C 6 -C 60 arylene group; Fluorenylene groups; C 2 -C 60 divalent heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And a divalent fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 , and may be selected from a group consisting of a single bond, an arylene group of C 6 -C 24 , or C 2 -C 24 It may be a divalent heterocyclic group and the like, more preferably a single bond or an arylene group of C 6 -C 12 And the like.
  • L 3 may be a single bond or a phenylene group.
  • R 5 and R 6 are each independently a C 6 -C 60 aryl group; Fluorenyl group; C 2 -C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom of O, N, S, Si and P; And C 1 -C 60 Alkyl group; may be selected from the group consisting of, preferably C 6 -C 24 aryl group, fluorenyl group, or C 2 -C 24 heterocyclic group, and the like, more preferably Preferably an aryl group of C 6 -C 18 , a heterocyclic group of C 5 -C 20 , and the like.
  • it may be a phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, phenyl group substituted with naphthyl, methyl substituted benzoanthracenyl group, pyridyl group, dibenzothienyl group, benzoxanthenyl group, or benzothioxanthenyl group, and the like.
  • R 5 and R 6 , L 3 (except for a single bond) and R 5 or L 3 (except for a single bond) and R 6 are bonded to each other to form a heterocyclic compound containing N together with N bonded to them. It may be.
  • each symbol corresponds to an aryl group, fluorenyl group, heterocyclic group, fused ring group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, alkoxyl group, aryloxy group, arylene group and fluorenylene group
  • Each is deuterium; halogen; Silane group; Siloxane groups; Boron group; Germanium group; Cyano group; Nitro group; Import alkylthio of C 1 -C 20; An alkoxyl group of C 1 -C 20 ; An alkyl group of C 1 -C 20 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; Of C 6 -C 20 Aryl group; C 6 -C 20 aryl group substituted with deuterium; Fluorenyl group; C 2 -C 20 heterocyclic group containing at least one heteroatom of O, N, S, Si and P; A
  • Chemical Formula 2 may be represented by one of the following Chemical Formulas.
  • each symbol such as R ′, R ′′, R 3 , R 4 , L 1 , p, and q may be defined in the same manner as defined in Formula 2 above.
  • Chemical Formula 3 may be represented by one of the following Chemical Formulas.
  • each symbol such as R ′, R ′′, R 1 , R 2 , L 2 , 1, and o may be defined in the same manner as defined in Formula 3 above.
  • At least one of R 1 to R 4 may include deuterium.
  • the compound represented by Formula 1 may be one of the following compounds.
  • the present invention provides a compound for an organic electric device represented by Chemical Formula 1.
  • the present invention provides an organic electric device containing the compound represented by the formula (1).
  • the organic electric element includes a first electrode; Second electrode; And an organic material layer positioned between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer may include a compound represented by Chemical Formula 1, wherein Chemical Formula 1 is a hole injection layer, a hole transport layer, It may be contained in at least one layer of the light emitting auxiliary layer or the light emitting layer. That is, the compound represented by Formula 1 may be used as a material of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer or a light emitting layer.
  • an organic electric device comprising a compound represented by the individual formulas P1-1 to P1-40, P2-1 to P2-30, P3-1 to P3-30 and P4-1 to P4-30 in the organic material layer To provide.
  • the present invention provides a light efficiency improving layer formed on at least one side of the one side of the first electrode opposite to the organic material layer or one side of the second electrode opposite to the organic material layer. It provides an organic electric element further comprising.
  • the compound contained in the organic material layer may be made of only the same kind of compound, it may be a mixture of two or more different kinds of compounds represented by the formula (1).
  • the hole transport layer of the organic material layer according to an embodiment of the present invention may contain two different compounds, such as the individual compounds P1-1 and P1-2, and the individual compounds P1-1, P2-1 and P3- It may contain three or more different compounds, such as one.
  • the compound according to the present invention may be prepared by reacting Sub 1 and Sub 2 as in Scheme 1 below, or by reacting Sub 3 and Sub 4 as in Scheme 2, but is not limited thereto.
  • the compound belonging to the starting material may be as follows, but is not limited thereto, Table 1 below shows the FD-MS value of the compound belonging to the starting material.
  • compounds belonging to Sub 1 may be as follows, but are not limited thereto, and Table 2 below shows FD-MS values of compounds belonging to Sub 1.
  • compounds belonging to Sub 2 may be as follows, but are not limited thereto, and Table 3 below shows FD-MS values of compounds belonging to Sub 2.
  • Sub 2-1 (15g, 42.7mmol), Sub 1-1 (21g, 46.9mmol), Pd 2 (dba) 3 (1.95g, 2.13mmol), P (t-Bu) 3 (0.86g, 4.3mmol) , NaO t -Bu (12.3 g, 128 mmol) and 448 mL of toluene were obtained using the final product synthesis example 1 to obtain 22.1 g (72%) of P1-1.
  • Sub 2-8 (15g, 36.5mmol), Sub 1-40 (15.65g, 40.2mmol), Pd 2 (dba) 3 (1.67g, 1.83mmol), P (t-Bu) 3 (0.74g, 3.65mmol ), NaO t -Bu (10.5 g, 109.6 mmol) and 383 mL of toluene were obtained using the final product synthesis example 1 to obtain 20.2 g (77%) of P3-10.
  • An organic electroluminescent device was manufactured according to a conventional method using the compound according to an embodiment of the present invention as a hole transport material.
  • -phenylbenzene-1,4-diamine hereinafter abbreviated as "2-TNATA” was vacuum deposited to a thickness of 60 nm to form a hole injection layer.
  • Compound P1-1 of the present invention was vacuum deposited to a thickness of 60 nm on the hole injection layer to form a hole transport layer.
  • CBP 4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl
  • Ir (ppy) 3 tris (2-phenylpyridine) -iridium
  • BAlq (1,1'-bisphenyl) -4-oleito) bis (2-methyl-8-quinoline oleito) aluminum
  • a hole blocking layer was formed, and tris (8-quinolinol) aluminum (hereinafter abbreviated as "Alq 3 ”) was vacuum deposited to a thickness of 40 nm on the hole blocking layer to form an electron transport layer. Subsequently, LiF, which is a halogenated alkali metal, was deposited to a thickness of 0.2 nm on the electron transport layer to form an electron injection layer, and then an Al was deposited to a thickness of 150 nm to form a cathode, thereby manufacturing an organic electroluminescent device.
  • Alq 3 tris (8-quinolinol) aluminum
  • An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that one of the compounds of the present invention shown in Table 5 was used instead of the compound P1-1 of the present invention as the hole transport layer material.
  • Comparative Example 1 compares the following Comparative Compound 1
  • Comparative Example 2 compares Compound 2
  • Comparative Example 3 compares Compound 3
  • Comparative Example 4 compares Comparative Compound 4
  • Example 5 was an organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Comparative Compound 5 was used.
  • T95 life was measured using a life-time measuring instrument manufactured by McScience Inc. at a luminance of 5000 cd / m 2. The measurement results are shown in Table 5 below.
  • the ring is six imprinted containing X 1, increases the ring packing density (packing density) than 5 engraved Comparative Compound 2 to Comparative Compound 5 that includes X 1, while the transport of holes easily, hole More space can be trapped, resulting in better charge balance in the light-emitting layer, resulting in increased efficiency.
  • the packing density is increased in the lifetime, resulting in relatively low driving voltage and Joule heat generated during device operation. As a result, the thermal stability is increased to increase the lifespan.

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Abstract

화학식 1에 의해 표시되는 화합물이 개시된다. 또한, 제 1전극, 제 2전극 및 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이의 유기물층을 포함하는 유기전기소자가 개시되며, 이때 상기 유기물층은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 유기물층에 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함되면, 발광효율, 안정성 및 수명이 향상될 수 있다.

Description

유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
본 발명은 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물 층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기전기소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
현재 휴대용 디스플레이 시장은 대면적 디스플레이로 그 크기가 증가하고 있는 추세이며, 이로 인해 기존 휴대용 디스플레이에서 요구하던 소비전력보다 더 큰 소비전력이 요구되고 있다. 따라서, 배터리라는 제한적인 전력 공급원을 가지고 있는 휴대용 디스플레이 입장에서는 소비전력이 매우 중요한 요소가 되었고, 효율과 수명 문제 또한 반드시 해결해야 하는 상황이다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 늘어나는 경향을 나타낸다. 하지만 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면, 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
기존의 정공수송층 물질의 경우 구동전압을 낮추기 위해 정공이동도(hole mobility)가 빠른 물질을 개발하였으며, 정공이동도를 높이기 위해 패킹 밀도(packing density)가 높고 HOMO 값이 발광층의 HOMO 값과 큰 차이가 없는 물질들을 개발하여 왔으나 정공이동도가 빠른 물질의 경우 효율이 감소되는 경향을 나타내고 있다.
이는 일반적인 유기전기소자에서 정공이동도가 전자이동도(electron mobility)보다 빠르기 때문에 발광층 내에서 전하 불균형(charge unbalance)을 초래하여 발광효율 및 수명의 감소로 나타나는 것이다.
패킹 밀도가 비교적 낮은 물질을 사용하여 정공이동도를 감소시켜 발광층 내의 전하 균형을 조절하려는 경우 낮은 패킹 밀도로 인해 구동전압이 높아지게 되고 이로 인해 주울열이 증가하여 소자 수명이 감소하는 경향을 나타내고 있다. 따라서, 패킹 밀도는 높으면서 정공 트래핑 능력이 우수한 물질의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000001
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식으로 표시되는 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 발광효율, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
[부호의 설명]
100: 유기전기소자 110: 기판
120: 제 1전극 130: 정공주입층
140: 정공수송층 141: 버퍼층
150: 발광층 151: 발광보조층
160: 전자수송층 170: 전자주입층
180: 제 2전극
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다.
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I) 등을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "할로알킬기" 또는 "할로겐알킬기"는 다른 설명이 없는 한 할로겐으로 치환된 알킬기를 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로알킬기"는 알킬기를 구성하는 탄소 원자 중 하나 이상이 헤테로원자로 대체된 것을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄옥실기", "알켄옥시기", "알켄일옥실기", 또는 "알켄일옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알켄일기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기 등일 수 있다.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로알킬"은 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 알킬을 의미한다. 본 발명에 사용된 용어 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 아릴기 또는 아릴렌기를 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 이웃한 작용기기가 서로 결합하여 형성될 수도 있다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 서로 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si 등을 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는, 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-C20의 알킬기, C1-C20의 알콕실기, C1-C20의 알킬아민기, C1-C20의 알킬티오펜기, C6-C20의 아릴티오펜기, C2-C20의 알켄일기, C2-C20의 알킨일기, C3-C20의 시클로알킬기, C6-C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6-C20의 아릴기, C8-C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한,　본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에　의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000003
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000004
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자에 대한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자(100)는 기판(110) 상에 형성된 제 1전극(120), 제 2전극(180) 및 제 1전극(110)과 제 2전극(180) 사이에 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 유기물층을 구비한다. 이때, 제 1전극(120)은 애노드(양극)이고, 제 2전극(180)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.
유기물층은 제 1전극(120) 상에 순차적으로 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(150)과 정공수송층(140)을 제외한 나머지 층들이 형성되지 않을 수도 있다. 또한, 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(151), 버퍼층(141) 등을 더 포함할 수도 있고, 전자수송층(160) 등이 정공저지층의 역할을 할 수도 있을 것이다.
또한, 미도시하였지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제 1전극과 제 2전극의 적어도 일면 중 상기 유기물층과 반대되는 일면에 형성된 보호층 또는 광효율 개선층(Capping layer)을 더 포함할 수 있다.
상기 유기물층에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 정공주입층(130), 정공수송충(140), 전자수송층(160), 전자주입층(170), 발광층(150), 발광보조층(151) 또는 광효율 개선층 등의 재료로 사용될 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 화합물은 정공수송층(140), 정공주입층(130), 발광층(150), 및 발광보조층(151) 중 적어도 하나에 사용될 수도 있을 것이다.
한편, 동일한 모핵일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면 특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합에 대한 연구가 필요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 다양한 증착법(deposition)을 이용하여 제조될 수 있을 것이다. PVD나 CVD 등의 증착 방법으로 사용하여 제조할 수 있는데, 예컨대 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(120)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170)을 포함하는 유기물층을 증착시킨 후, 그 위에 음극(180)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킬 수 있을 것이다.
또한, 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용액 공정 또는 솔벤트 프로세스(solvent process), 예컨대 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정, 롤투롤 공정, 닥터 블레이딩 공정, 스크린 프린팅 공정, 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 유기물층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으므로, 그 형성방법에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
WOLED(White Organic Light Emitting Device)는 고해상도 실현이 용이하고 공정성이 우수한 한편, 기존의 LCD의 칼라필터 기술을 이용하여 제조될 수 있는 이점이 있다. 주로 백라이트 장치로 사용되는 백색 유기발광소자에 대한 다양한 구조들이 제안되고 특허화되고 있다. 대표적으로, R(Red), G(Green), B(Blue) 발광부들을 상호평면적으로 병렬배치(side-by-side) 방식, R, G, B 발광층이 상하로 적층되는 적층(stacking) 방식이 있고, 청색(B) 유기발광층에 의한 전계발광과 이로부터의 광을 이용하여 무기형광체의 자발광(photo-luminescence)을 이용하는 색변환물질(color conversion material, CCM) 방식 등이 있는데, 본 발명은 이러한 WOLED에도 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 또는 백색 조명용 소자 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 이 디스플레이장치를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 화합물에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000005
상기 화학식 1에서, Ara는 하기 화학식 2로 표시되고, Arb는 하기 화학식 3으로 표시되고, Arc는 C6-C60의 아릴기, 플루오렌일기, C2-C60의 헤테로고리기, 및 C1-C60의 알킬기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 여기서, 헤테로고리기는 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함할 수 있다. Arc는 바람직하게 C6-C24의 아릴기, 플루오렌일기, 또는 C2-C24의 헤테로고리기 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 C6-C12의 아릴기, 플루오렌일기, 또는 C2-C12의 헤테로고리기 등일 수 있다. 예컨대, Arc는 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 치환 또는 비치환된 플루오렌일기, 디벤조싸이엔일기, 디벤조퓨릴기, 또는 카바졸릴기 등일 수 있다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000006
상기 화학식 2 및 3에서, 상기 m과 n은 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이다. 예컨대, m과 n이 모두 0이거나 1일 수도 있고, m=0일 경우 n=0 또는 1일 있고, n=0인 경우 m=0 또는 1일 수 있다. 이때, m=1일 경우 n 또한 1인 것이 바람직한데, 예컨대 X2 포함 링이 형성된 경우 X1 포함 링도 형성되는 것이 바람직하다.
상기 화학식 2 및 3에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로, NR', O, S 또는 CR'R" 중 하나일 수 있다. 여기서, R' 및 R"은 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C1-C60의 알킬기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 C6-C24의 아릴기, 플루오렌일기, C2-C24의 헤테로고리기, 또는 C1-C20의 알킬기 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 C6-C14의 아릴기, 플루오렌일기, C4-C12의 헤테로고리기 또는 C1-C10의 알킬기 등일 수 있다. 예컨대, R' 및 R"은 서로 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 디벤조싸이엔일기, 9,9-디메틸플루오렌일기, 퀴나졸릴기, 피리미딜기, 중수소치환 페닐기, 에텐일로 치환된 페닐기, 페난트렌일기, 페닐로 치환된 나프틸기, 메틸기, 또는 스파이로플루오렌일기 등일 수 있다.
상기 화학식 2 및 3에서, L1 및 L2는 서로 독립적으로, 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족 고리와 C6-C60의 방향족 고리의 2가 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 단일결합, C6-C24의 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 또는 C2-C24의 2가 헤테로고리기 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합, C6-C12의 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 또는 C2-C12의 2가 헤테로고리기 등일 수 있다. 예컨대, L1 및 L2는 서로 독립적으로, 페닐렌기, 비페닐렌기, 9,9-디메틸플루오렌일렌기, 페닐 치환 페닐렌기 또는 2가의 디벤조싸이엔일기 등일 수 있다.
상기 화학식 2 및 3에서, l은 0 내지 4의 정수이며, o 및 p는 각각 0 내지 3의 정수이며, q는 0 내지 6의 정수일 수 있다. R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 중수소; 삼중수소; 할로겐기; C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C1-C60의 알킬기; C2-C20의 알켄닐기; C2-C20의 알킨일기; C3-C60의 시클로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C6-C30의 아릴옥시기; 및 -L3-N(R5)(R6);로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 중수소, C6-C24의 아릴기, 플루오렌일기, C2-C24의 헤테로고리기, C1-C20의 알킬기, C2-C20의 알켄닐기, C2-C20의 알킨일기, 또는 -L3-N(R5)(R6)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 중수소, C2-C6의 알켄닐기, 또는 N(R5)(R6) 등일 수 있다. 예컨대, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 중수소, 에텐일기, 또는 N(R5)(R6) 등일 수 있다.
한편, R1 내지 R4는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성할 수 있다. 이때 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R4는 각각 상기에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다. 예컨대, l과 o가 모두 2인 경우, 이웃한 R1끼리는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R2는 이웃하더라도 서로 독립적으로 아릴기 또는 헤테로고리기가 될 수 있다. 물론, l이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R1은 서로 같거나 상이할 수 있으며, 이웃한 기 중 일부끼리 서로 결합하여 고리를 형성하고 나머지 고리를 형성하지 않는 기는 상기 정의된 치환기 그룹에서 선택될 수 있다. o, p 또는 q가 2 이상의 정수인 경우도 마찬가지이다.
한편, 이웃한 기끼리 결합하여 형성된 고리는 C3-C60의 지방족고리, C6-C60의 방향족고리, O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리, 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리 등일 수 있으며, 단일 고리 또는 다중 고리일 수 있을 뿐만 아니라 포화 또는 불포화 고리일 수 있다.
상기 L3은 서로 독립적으로, 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족 고리와 C6-C60의 방향족고리의 2가 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 단일결합, C6-C24의 아릴렌기, 또는 C2-C24의 2가 헤테로고리기 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일결합 또는 C6-C12의 아릴렌기 등일 수 있다. 예컨대, L3은 단일결합 또는 페닐렌기 등일 수 있다.
상기 R5 및 R6은 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C1-C60의 알킬기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 C6-C24의 아릴기, 플루오렌일기, 또는 C2-C24의 헤테로고리기 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 C6-C18의 아릴기, C5-C20의 헤테로고리기 등일 수 있다. 예컨대 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 나프틸로 치환된 페닐기, 메틸 치환 벤조안트라센일기, 피리딜기, 디벤조싸이엔일기, 벤조크산텐일기, 또는 벤조티오크산텐일기, 등이 될 수 있다.
또한, 상기 R5와 R6, L3(단일결합 제외)과 R5 또는 L3(단일결합 제외)과 R6은 서로 결합하여 이들이 결합된 N과 함께 N을 포함하는 헤테로고리 화합물을 형성할 수도 있다.
상기 각 기호가 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 시클로알킬기, 알콕실기, 아릴옥시기, 아릴렌기 및 플루오렌일렌기 등에 해당하는 경우, 이들 각각은 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 시클로알킬기; C7-C20의 아릴알킬기; C8-C20의 아릴알켄일기; 및 -L3-N(R5)(R6);로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로(optionally) 치환될 수 있다.
예시적으로, 상기 화학식 2는 하기 화학식 중 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000007
상기 화학식 4 내지 7에서, R', R", R3, R4, L1, p 및 q 등과 같은 각 기호는 상기 화학식 2에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
예시적으로, 상기 화학식 3은 하기 화학식 중 하나로 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000008
상기 화학식 8 내지 11에서, R', R", R1, R2, L2, l 및 o 등과 같은 각 기호는 상기 화학식 3에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
한편, 상기 화학식 2 내지 11에서, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 중수소를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000009
Figure PCTKR2015003560-appb-I000010
Figure PCTKR2015003560-appb-I000011
Figure PCTKR2015003560-appb-I000012
Figure PCTKR2015003560-appb-I000013
Figure PCTKR2015003560-appb-I000014
Figure PCTKR2015003560-appb-I000015
다른 실시예로서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기전기소자용 화합물을 제공한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 유기전기소자를 제공한다.
이때, 유기전기소자는 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함할 수 있으며, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으며, 상기 화학식 1은 유기물층의 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 또는 발광층 중 적어도 하나의 층에 함유될 수 있을 것이다. 즉, 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 또는 발광층의 재료로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 유기물층에 상기 개별 화학식 P1-1 내지 P1-40, P2-1 내지 P2-30, P3-1 내지 P3-30 및 P4-1 내지 P4-30으로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명은 상기 제 1전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 또는 상기 제 2전극의 일측면 중 상기 유기물층과 반대되는 일측 중 적어도 하나에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
한편, 상기 유기물층에 함유된 화합물은 동종의 화합물로만 이루어질 수도 있지만, 화학식 1로 표시되는 이종의 화합물이 2 이상 혼합된 혼합물일 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 유기물층의 정공수송층은 상기 개별화합물 P1-1과 P1-2와 같이 2종의 상이한 화합물을 함유할 수도 있고, 개별화합물 P1-1, P2-1 및 P3-1과 같이 3종 이상의 상이한 화합물을 함유할 수도 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 합성예 및 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
합성예
예시적으로 본 발명에 따른 화합물(Final Products)은 하기 반응식 1과 같이 Sub 1과 Sub 2를 반응시켜 제조하거나 하기 반응식 2와 같이 Sub 3과 Sub 4를 반응시켜 제조되나 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000016
<반응식 2>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000017
I. 출발물질의 합성예
1. S-1, S-3의 합성
<반응식 3>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000018
(1) S-1-I의 합성
둥근바닥 플라스크에 (8-nitronaphthalen-1-yl)boronic acid (30g, 138.3mmol)과 1,3-dibromobenzene (35.9g, 152.1mmol), Pd(PPh3)4 (7.99g, 6.91mmol), K2CO3 (57.3g, 414.8mmol)을 넣고 무수 THF 608mL와 물 304mL을 넣어 녹이고 난 후, 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료되면 반응물의 온도를 상온으로 식히고, CH2Cl2로 추출하고 물로 닦아주었다. 소량의 물을 무수 MgSO4로 제거하고 감압 여과 후, 유기용매를 농축하여 생성된 생성물을 silicagel column 및 재결정하여 분리하였고, S-1-I을 34.5g (76%) 얻었다.
(2) S-1, S-3 의 합성
상기 S-1-I (34.5g, 105.1mmol)과 PPh3 (68.94g, 263mmol)을 o-dichlorobenzene에 녹이고, 24시간 동안 환류시켰다, 반응이 종결되면 감압증류를 이용하여 용매를 제거한 후, 농축된 생성물을 silicagel column 및 재결정하여 분리하였고, S-1 (11.8g, 38%)와 S-3 (14.3g, 46%)를 각각 얻었다.
2. S-2의 합성
<반응식 4>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000019
(1) S-1-II의 합성
(8-nitronaphthalen-1-yl)boronic acid (30g, 138.3mmol)과 1,4-dibromobenzene (35.9g, 152.1mmol), Pd(PPh3)4 (7.99g, 6.91mmol), K2CO3 (57.3g, 414.8mmol), THF 608mL, 물 304mL를 상기 S-1-I와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-1-II를 35.4g (78%) 얻었다.
(2) S-2 의 합성
S-1-II (35.4g, 107.9mmol), PPh3 (70.74g, 269.7mmol)을 o-dichlorobenzene 442mL, 상기 S-1과 동일한 실험방법으로 진행하여 S-2를 25.2g (79%) 얻었다.
3. S-4, S-6의 합성
<반응식 5>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000020
(1) S-4-I의 합성
둥근바닥플라스크에 (3-bromophenyl)boronic acid (40g, 199.2mmol), (8-iodonaphthalen-1-yl)(methyl)sulfane (89.7g, 298.8mmol), Pd(PPh3)4 (11.5g, 9.96mmol), K2CO3 (82.6g, 597.5mmol), THF 876mL, 물 438mL를 상기 S-1-I와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-4-I를 49.2g (75%) 얻었다.
(2) S-4-II의 합성
질소 대기상태의 둥근바닥플라스크에 상기 S-5-I (49.2g, 149.4mmol)과 V2O5 (2.7g, 14.9mmol), 아세토나이트릴 용액 750mL을 넣은 후 녹인다, 그런 후 ice bath을 이용하여 0℃로 온도를 낮추고 H2O2 수용액(20.9mL, 224mmol, 33%)을 넣은 후 10℃에서 1시간 교반한다. 반응이 종료되면, 반응물에 물 1L를 추가하여 묽힌다. 상온으로 천천히 온도를 올린 후 ethyl acetate 1.5L를 이용하여 추출한다. 얻어진 유기층을 무수 MgSO4로 수분을 제거하고 감압 여과 후, 유기용매를 농축하여 생성된 생성물을 43.8g (85%) 얻었다.
(3) S-4, S-6의 합성
둥근바닥플라스크에 H2SO4 (132mL)을 넣은 후 0℃~5℃로 온도를 낮춘 후 상기 S-4-II (43.8g, 126.9mmol)을 천천히 나눠서 적가한다. 그런 후 25℃에서 2시간 동안 교반한다. 반응이 종료되면 차가운 물 1270mL을 천천히 넣어준 후, K2CO3 수용액으로 반응물의 pH를 pH 8로 낮춘다. 상기 반응물을 ethyl acetate를 이용하여 추출한 후 얻어진 유기층에 무수 MgSO4로 물을 제거하고 감압 여과한다. 유기용매를 농축하여 생성된 생성물을 silicagel column 및 재결정하여 분리하였고, S-4 (13.11g, 35%), S-6 (16.11, 43%)을 각각 얻었다.
4. S-5의 합성
<반응식 6>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000021
(1) S-5-I의 합성
둥근바닥플라스크에 (4-bromophenyl)boronic acid (40g, 199.2mmol), (8-iodonaphthalen-1-yl)(methyl)sulfane (89.7g, 298.8mmol), Pd(PPh3)4 (11.5g, 9.96mmol), K2CO3 (82.6g, 597.5mmol), THF 876mL, 물 438mL를 상기 S-1-I와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-5-I를 50.5g (77%) 얻었다.
(2) S-5-II의 합성
S-5-I (50.5g, 153.4mmol), V2O5 (2.8g, 15.3mmol), 아세토나이트릴 770mL, H2O2 (21.5g, 230mml)을 상기 S-4-II 와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-5-II를 41.8g (79%) 얻었다.
(3)S-5의 합성
상기 S-5-II (41.8g, 121.1mmol), H2SO4 (126mL)을 상기 S-4와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-5를 27.7g, (73%)얻었다.
5. S-8의 합성
<반응식 7>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000022
(1) S-8-1의 합성
둥근바닥플라스크에 (8-ethoxynaphthalen-1-yl)boronic acid (25g, 115.7mmol), 4-bromo-2-fluoro-1-iodobenzene (43.5g, 144.6mmol), Pd(PPh3)4 (6.69g, 5.8mmol), K2CO3(48g, 347.2mmol), THF 510mL, 물 255mL를 상기 S-1-I와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-8-I를 27.6g (69%) 얻었다.
(2) S-8-2의 합성
S-8-1 (27.6g, 79.9mmol), 무수 CH2Cl2 229mL을 둥근바닥플라스크에 넣은 후 0℃로 냉각하였다. 그런 후 BBr3을 (25.1g, 100mmol)을 첨가하고 상온으로 서서히 올려 24시간 동안 교반하였다. 반응이 종료 되면 -78℃로 냉각한 후 메탄올 300mL을 서서히 적가하여 비활성 시키고, 충분한 물을 다시 첨가하여 비활성 시킨다. 온도를 다시 상온으로 올린 후, CH2Cl2로 추출하고 유기층에 남아있는 소량의 물을 무수 MgSO4로 제거하고 감압 여과 후, 유기용매를 농축하여 생성된 생성물을 silicagel column 및 재결정하여 분리하였고, S-8-2 24.8g (97%) 얻었다.
(3) S-8의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 S-8-2 (24.8g, 78.2mmol), 무수 N-메틸-2-피롤리디논 (337mL), K2CO3 (21.6g, 156.4mmol)을 넣은 후 200℃에서 3시간 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 온도를 냉각하고, 톨루엔 2L을 첨가하고 10분간 교반한다. 상기 용액과 물을 이용하여 추출한 후 이 용액을 무수 MgSO4로 제거하고 감압 여과 후, 유기용매를 농축하여 생성된 생성물을 silicagel column 및 재결정하여 분리하였고 S-8 16g, (69%) 얻었다.
6. S-10, S-12의 합성
<반응식 8>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000023
(1) S-10-I의 합성
출발물질인 1-bromo-3-iodobenzene (55g, 194.4mmol), (8-(methoxycarbonyl)naphthalen-1-yl)boronic acid (53.7g, 233.3mmol), Pd(PPh3)4 (11.2g, 9.72mmol), K2CO3 (80.6g, 583.2mmol), THF 856mL, 물 428mL를 상기 S-1-I와 동일한 실험방법으로 진행하여 S-10-1를 50.4g (76%) 얻었다.
(2) S-10-II, S-12-II의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 합성에서 얻어진 S-10-I (50.4g, 147.7mmol)과 Methanesulfonic acid 479.4mL에 녹이고 50℃~60℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 0℃까지 냉각시킨 후 물을 투입, 고체로 석출된 것을 여과하여 소량의 물로 세척하였다. CH2Cl2에 다시 녹여 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 S-10-II (16g, 35%)과 S-12-II (21.5g, 47%)를 얻었다.
(3) S-10-III의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 합성에서 얻어진 S-10-II (16g, 51.75mmol)을 ethylene glycol 320mL에 녹인 후에 hydrazine monohydrate (77.7g, 1552.5mmol), KOH (7.3g, 129.4mmol)을 첨가한 후, 185℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 0℃까지 낮추고 물을 투입 후, 고체로 석출된 것을 여과하여 소량의 물로 세척하였다. CH2Cl2에 다시 녹여 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 S-10-III 14.5g (95%)을 얻었다.
(4) S-12-III의 합성
S-12-II (21.5g)을 상기 S-10-III의 합성법과 동일하게 진행하여 S-12-III을 19g, (97%)을 얻었다.
(5) S-10의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 합성에서 얻어진 S-10-III (14.5g, 49.12mmol), KOt-Bu (16.5g, 147.36mmol), DMF 320mL에 녹인 후에 0℃에서 5분 동안 교반시키고 상온으로 올려서 iodomethane (20.9g, 147.36mmol)을 첨가하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 S-10을 14.4g (91%) 얻었다.
(6) S-12의 합성
S-12-III (19g, 64.4mmol)을 상기 S-10의 합성법과 동일하게 진행하여 S-12를 18.7g (90%) 얻었다.
7. S-15의 합성
<반응식 9>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000024
(1) S-15-1의 합성
둥근 바닥플라스크에 2-iodo-1,1'-biphenyl (19.5g, 69.54mmol)을 넣고 질소대기상태에서 무수 THF 230mL를 넣고 -78℃로 냉각시키고 2.5M 헥산중의 n-부탈리튬을 30.5mL을 천천히 적가하였다. 30분 후 상기 S-12-II (21.5g, 69.54mmol)을 무수 THF 100mL에 녹여 천천히 적가한 후 상온에서 교반을 하였다. 반응이 종료되면 물 250mL를 넣어 반응을 종료하고 CH2Cl2로 추출한 후 얻어진 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 24.5g (76%)을 얻었다.
(2) S-15의 합성
둥근 바닥플라스크에 상기 얻어진 S-15-1 (24.5g, 52.87mmol)을 넣고 아세트산 190mL을 넣고 HCl 5.4mL을 넣고 환류 교반하였다. 반응이 끝나면 상온으로 식히고 물 270mL을 넣고 고체가 생기면 여과하고 물로 세척하였다. 생성된 고체를 CH2Cl2로 녹힌 후 물과 CH2Cl2로 추출한다. 얻어진 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 18.4g (78%)을 얻었다.
한편, 출발물질에 속하는 화합물은 아래와 같을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 표 1은 출발물질에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000025
[표 1]
Figure PCTKR2015003560-appb-I000026
II. Sub 1의 합성예
1. Sub 1-1의 합성
<반응식 10>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000027
(1) Sub 1-1'의 합성
둥근바닥플라스크에 S-3(40g, 135.1mmol), iodobenzene (30.3g, 148.6mmol), Pd2(dba)3 (6.2g, 6.75mmol), P(t-Bu)3 (2.732g, 13.5mmol), NaOt-Bu (38.96g, 405.2mmol), toluene 1420mL을 넣은 후에 100℃에서 반응을 진행한다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 Sub 1-1'를 39.2g (78%)얻었다.
(2) Sbu 1-2'의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 합성에서 얻어진 Sub 1-1' (39.2g, 105.3mmol), 무수 Ether 370mL을 넣고 모두 녹인 후 반응물의 온도를 -78℃로 낮추고, n-BuLi (2.5M in hexane) (46.33mL, 115.8mmol)을 천천히 적가 하고 난 후, 반응물을 30분동안 교반시켰다. 그 후 다시 반응물의 온도를 -78℃로 낮추고 Tri isopropyl borate (36.4mL, 158mmol)를 적가하였다. 온도를 서서히 올려 상온에서 교반한 뒤 물을 넣어 희석시키 고 2N HCl을 넣고 교반한다. 반응이 완료되면 ethyl acetate와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 Sub 1-2'를 24.1g (68%)얻었다.
(3) Sub 1-1의 합성
둥근바닥플라스크에 상기 합성에서 얻어진 Sub 1-2' (24.1g 71. 5mmol), 1,4-dibromobenzene (25.3g, 107.2mmol), Pd(PPh3)4 (4.13g, 3.57mmol), K2CO3(29.6g, 214.4mmol), THF 314mL, 물 157mL를 첨가한 후 교반 환류시킨다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 Sub 1-1을 23.4g (73%) 얻었다.
2. Sub 1-7의 합성
<반응식 11>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000028
(1) Sub 7-1'의 합성
S-3 (35g, 118.2mmol), 3-iododibenzo[b,d]thiophene (40.3g, 130mmol), Pd2(dba)3 (5.41g, 5.9mmol), P(t-Bu)3 (2.4g, 11.8mmol), NaOt-Bu (34.1g, 354.5mmol), toluene 1240mL을 상기 Sub 1-1'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 7-1'를 43g (76%)얻었다.
(2) Sub 7-2'의 합성
Sub 7-1' (43g, 89.9mmol), 무수 Ether 315mL, n-BuLi (2.5M in hexane) (39.5mL, 98.9mmol), Tri isopropyl borate (31.1mL, 134.8mmol)를 상기 Sub 1-2'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 7-2'를 27.5g (69%)얻었다.
(3) Sub 1-7의 합성
Sub 7-2' (27.5g 62.0mmol), 4'-bromo-3-iodo-1,1'-biphenyl (33.4g, 93.0mmol), Pd(PPh3)4 (3.59g, 3.1mmol), K2CO3(25.7g, 186mmol), THF 272mL, 물 136mL을 상기 Sub 1-1과 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 1-7을 28.9g (74%) 얻었다.
3. Sub 1-39의 합성
<반응식 12>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000029
(1) Sub 39-1'의 합성
S-8 (43g, 185.1mmol), 무수 Ether 650mL, n-BuLi (2.5M in hexane) (81.4mL, 203.6mmol), Triisopropyl borate (64.1mL, 277.68mmol)를 상기 Sub 1-2'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 39-1'를 32g (66%)얻었다.
(2) Sub 1-39의 합성
Sub 39-1' (32g, 122.1mmol), 1,3,5-tribromobenzene (57.7g, 183.2mmol), Pd(PPh3)4 (7.06g, 6.1mmol), K2CO3(50.6g, 366.3mmol), THF 536mL, 물 268mL을 상기 Sub 1-1과 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 1-39를 42g (76%) 얻었다.
4. Sub 1-42의 합성
<반응식 13>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000030
(1) Sub 42-1'의 합성
S-5 (50g, 159.6mmol), 무수 Ether 558mL, n-BuLi (2.5M in hexane) (70.2mL, 175.6mmol), Triisopropyl borate (55.3mL, 239.5mmol)를 상기 Sub 1-2'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 42-1'를 28g (64%)얻었다.
(2) Sub 1-42의 합성
Sub 42-1' (28g, 100.7mmol), 2,7-dibromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene (53.2g, 151mmol), Pd(PPh3)4 (5.82g, 5.03mmol), K2CO3(41.7g, 302mmol), THF 442mL, 물 221mL을 상기 Sub 1-1과 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 1-42를 36.6g (72%) 얻었다.
5. Sub 1-52의 합성
<반응식 14>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000031
(1) Sub 52-1'의 합성
S-12 (50g, 154.7mmol), 무수 Ether 541mL, n-BuLi (2.5M in hexane) (68.1mL, 170.2mmol), Triisopropyl borate (53.5mL, 232mmol)를 상기 Sub 1-2'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 52-1'를 29g (65%)얻었다.
(2) Sub 1-52의 합성
Sub 52-1' (29g, 100.6mmol), 3,3'-dibromo-1,1'-biphenyl (47.1g, 151mmol), Pd(PPh3)4 (5.82g, 5.03mmol), K2CO3(41.7g, 302mmol), THF 442mL, 물 221mL을 Sub 1과 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 1-52를 36.8g (77%) 얻었다.
6. Sub 1-54의 합성
<반응식 15>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000032
(1) Sub 54-1'의 합성
S-17 (40g, 89.8mmol), 무수 Ether 314mL, n-BuLi (2.5M in hexane) (39.5mL, 98.8mmol), Triisopropyl borate (31.1mL, 135mmol)를 상기 Sub 1-2'와 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 54-1'를 23.2g (63%)얻었다.
(2) Sub 1-54의 합성
Sub 54-1' (23.2g, 56.5mmol), 4'-bromo-3-iodo-1,1'-biphenyl (30.5g, 84.8mmol), Pd(PPh3)4 (3.3g, 2.83mmol), K2CO3(23.4g, 169.6mmol), THF 248mL, 물 124mL을 Sub 1과 동일하게 합성을 진행하여 생성물 Sub 1-54를 25g (74%) 얻었다.
한편, Sub 1에 속하는 화합물은 아래와 같을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 표 2는 Sub 1에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000033
Figure PCTKR2015003560-appb-I000034
[표 2]
Figure PCTKR2015003560-appb-I000035
III. Sub 2의 합성예
<반응식 16>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000036
1. Sub 2-1의 합성예
<반응식 17>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000037
둥근바닥플라스크에 4-bromo-1,1'-biphenyl (32.2g, 138mmol), dibenzo[b,d]thiophen-3-amine (25g, 125.5mmol), Pd2(dba)3 (5.74g, 6.3mmol), P(t-Bu)3 (2.54g, 12.5mmol), NaOt-Bu (36.2g, 376.4mmol), toluene 1320mL을 넣은 후에 100℃에서 반응을 진행한다. 반응이 완료되면 ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 Sub 2-1을 34g (77%)얻었다.
2. Sub 2-6의 합성예
<반응식 18>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000038
3-bromodibenzo[b,d]furan (37.1g, 150mmol), dibenzo[b,d]furan-3-amine (25g, 136.5mmol), Pd2(dba)3 (6.25g, 6.82mmol), P(t-Bu)3 (2.76g, 13.65mmol), NaOt-Bu (39.3g, 409.4mmol), toluene 1430mL을 상기 Sub 2-1과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 Sub 2-6을 35.3g (74%)얻었다.
3. Sub 2-10의 합성예
<반응식 19>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000039
9-bromobenzo[b]naphtho[1,2-d]thiophene (72.9g, 233mmol), 4-aminobenzonitrile (25g, 211.6mmol), Pd2(dba)3 (9.7g, 10.6mmol), P(t-Bu)3 (4.28g, 21.2mmol), NaOt-Bu (61.01g, 634.8mmol), toluene 2220mL을 상기 Sub 2-1과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 Sub 2-10을 51.9g (70%)얻었다.
4. Sub 2-25의 합성예
<반응식 20>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000040
1-bromonaphthalene (36.7g, 177.2mmol), aniline (15g, 161.1mmol), Pd2(dba)3 (7.37g, 8.05mmol), P(t-Bu)3 (3.26g, 16.1mmol), NaOt-Bu (46.4g, 483.2mmol), toluene 1690mL을 상기 Sub 2-1과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 Sub 2-25를 27.2g (77%)얻었다.
5. Sub 2-43의 합성예
<반응식 21>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000041
7-bromo-9,9-dimethyl-N,N-di(naphthalen-1-yl)-9H-fluoren-2-amine (52.7g, 97.5mmol), [1,1'-biphenyl]-4-amine (15g, 88.6mmol), Pd2(dba)3 (4.1g,4.43mmol), P(t-Bu)3 (1.8g, 8.9mmol), NaOt-Bu (25.6g, 266mmol), toluene 930mL을 상기 Sub 2-1과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 Sub 2-43을 39.6g (71%)얻었다.
한편, Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 표 3은 Sub 2에 속하는 화합물의 FD-MS 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000042
Figure PCTKR2015003560-appb-I000043
[표 3]
Figure PCTKR2015003560-appb-I000044
IV. 최종생성물(Final Products)의 합성예
1. 최종생성물 합성예 1: (Sub 2가 1개 결합되는 구조)
둥근바닥플라스크에 Sub 2 (1당량), Sub 1 (1.1당량), Pd2(dba)3 (0.05당량), P(t-Bu)3 (0.1당량), NaOt-Bu (3당량), toluene (10.5mL/Sub 2 1mmol) 넣은 후 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 최종 생성물을 얻었다.
2. 최종생성물 합성예 2: (동일한 Sub 2가 결합되는 구조)
둥근바닥플라스크에 Sub 2 (2.2당량), Sub 1 (1당량), Pd2(dba)3 (0.1당량), P(t-Bu)3 (0.2당량), NaOt-Bu (6.6 당량), toluene (6mL/Sub 2 1mmol) 넣은 후 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 최종 생성물을 얻었다
3. 최종생성물 합성예 3: (상이한 Sub 2가 결합되는 구조)
둥근바닥플라스크에 Sub 2 (1당량), Sub 1 (1.1당량), Pd2(dba)3 (0.06당량), P(t-Bu)3 (0.12당량), NaOt-Bu (3당량), toluene (10.5mL/Sub 2 1mmol) 넣은 후 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정한다. 얻어진 반응물(1.1 당량)을 둥근바닥플라스크에 넣은 후 다른 Sub 2(1당량), Pd2(dba)3 (0.05당량), P(t-Bu)3 (0.1당량), NaOt-Bu (3당량), toluene (10.5mL/Sub 2mmol) 넣은 후 반응을 진행한다. 반응이 완료되면 상기 방법을 이용하여 생성물을 얻었다.
(1) P1-1의 합성
<반응식 22>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000045
Sub 2-1 (15g, 42.7mmol), Sub 1-1 (21g, 46.9mmol), Pd2(dba)3 (1.95g, 2.13mmol), P(t-Bu)3 (0.86g, 4.3mmol), NaOt-Bu (12.3g, 128mmol), toluene 448mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 22.1g (72%)의 P1-1을 얻었다.
(2) P1-7의 합성
<반응식 23>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000046
Sub 2-6 (15g, 42.9mmol), Sub 1-4 (28.4g, 47.2mmol), Pd2(dba)3 (1.97g, 2.15mmol), P(t-Bu)3 (0.87g, 4.3mmol), NaOt-Bu (12.4g, 128.8mmol), toluene 450mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 26.1g (70%)의 P1-7을 얻었다.
(3) P1-17의 합성
<반응식 24>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000047
Sub 2-44 (15g, 28.9mmol), Sub 1-18 (11.8g, 31.8mmol), Pd2(dba)3 (1.32g, 1.45mmol), P(t-Bu)3 (0.59g, 2.89mmol), NaOt-Bu (8.34g, 86.8mmol), toluene 304mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 17.1g (73%)의 P1-17을 얻었다.
(4) P2-5의 합성
<반응식 25>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000048
Sub 2-23 (15g, 61.1mmol), Sub 1-31 (30.2g, 67.3mmol), Pd2(dba)3 (2.8g, 3.06mmol), P(t-Bu)3 (1.24g, 6.11mmol), NaOt-Bu (17.63g, 183.4mmol), toluene 642mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 28.5g (76%)의 P2-5을 얻었다.
(5) P2-17의 합성
<반응식 26>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000049
Sub 2-48 (15g, 22.1mmol), Sub 1-36 (6.88g, 24.3mmol), Pd2(dba)3 (1.01g, 1.10mmol), P(t-Bu)3 (0.45g, 2.21mmol), NaOt-Bu (6.37g, 66.3mmol), toluene 232mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 13.8g (71%)의 P2-17을 얻었다.
(6)P3-6의 합성
<반응식 27>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000050
Sub 2-4 (15g, 57.85mmol), Sub 1-42 (32.2g, 63.63mmol), Pd2(dba)3 (2.64g, 2.89mmol), P(t-Bu)3 (1.17g, 5.78mmol), NaOt-Bu (16.7g, 173.5mmol), toluene 607mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 30g (76%)의 P3-6을 얻었다.
(7) P3-10의 합성
<반응식 28>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000051
Sub 2-8 (15g, 36.5mmol), Sub 1-40 (15.65g, 40.2mmol), Pd2(dba)3 (1.67g, 1.83mmol), P(t-Bu)3 (0.74g, 3.65mmol), NaOt-Bu (10.5g, 109.6mmol), toluene 383mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 20.2g (77%)의 P3-10을 얻었다.
(8) P3-25의 합성
<반응식 29>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000052
Sub 2-23 (34.6g, 141mmol), Sub 1-48 (30g, 64.08mmol), Pd2(dba)3 (5.86g, 6.41mmol), P(t-Bu)3 (2.6g, 12.8mmol), NaOt-Bu (40. 6g, 423mmol), toluene 845mL을 상기 최종생성물 합성예 2를 사용하여 37.8g (74%)의 P3-25을 얻었다.
(9) P4-9의 합성
<반응식 30>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000053
Sub 2-21 (15g, 46.1mmol), Sub 1-54 (30.3g, 50.7mmol), Pd2(dba)3 (2.11g, 2.3mmol), P(t-Bu)3 (0.93g, 4.6mmol), NaOt-Bu (13.3g, 138.3mmol), toluene 484mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 26.4g (68%)의 P4-9를 얻었다.
(10) P4-23의 합성
<반응식 31>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000054
Sub 2-27 (15g, 46.7mmol), Sub 1-59 (26.9g, 51.3mmol), Pd2(dba)3 (2.14g, 2.33mmol), P(t-Bu)3 (0.94g, 4.67mmol), NaOt-Bu (13.5g, 140mmol), toluene 490mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 26.7g (75%)의 P4-23을 얻었다.
(11) P4-29의 합성
<반응식 32>
Figure PCTKR2015003560-appb-I000055
Sub 2-36 (15g, 39.7mmol), Sub 1-57 (22.9g, 43.7mmol), Pd2(dba)3 (1.82g, 1.99mmol), P(t-Bu)3 (0.80g, 3.97mmol), NaOt-Bu (11.5g, 119.2mmol), toluene 417mL을 상기 최종생성물 합성예 1을 사용하여 23.1g (71%)의 P4-29를 얻었다.
한편, 상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P1-1 내지 P1-40, P2-1 내지 P2-30, P3-1 내지 P3-30 및 P4-1 내지 P4-30의 FD-MS 값은 하기 표 4와 같다.
[표 4]
Figure PCTKR2015003560-appb-I000056
Figure PCTKR2015003560-appb-I000057
유기전기소자의 제조평가
[실시예 1] 그린유기전기발광소자(정공수송층)
본 발명의 일 실시예에 따른 화합물을 정공수송층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전기발광소자를 제조하였다. 먼저, 유기 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하 "2-TNATA"로 약기함)을 60nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공주입층 상에 본 발명의 화합물 P1-1을 60nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 그리고, 상기 정공수송층 상에 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하 "CBP"로 약기함)을 호스트 물질로, tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하 "Ir(ppy)3"으로 약기함)을 도판트 물질로 하여 90:10 중량으로 도핑하여 30nm 두께로 진공증착하여 발광층을 형성하였다. 다음으로, 상기 발광층 상에 (1,1'-비스페닐)-4-올레이토)비스(2-메틸-8-퀴놀린올레이토)알루미늄 (이하 "BAlq"로 약기함)을 10nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 (이하 "Alq3"로 약기함)을 40nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 상기 전자수송층 상에 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 150nm의 두께로 증착하여 음극을 형성함으로써 유기전기발광소자를 제조하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 61] 그린유기전기발광소자(정공수송층)
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1 대신 하기 표 5에 기재된 본 발명의 화합물 중 하나를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[비교예 1] 내지 [비교예 5]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1 대신 비교예 1은 하기 비교화합물 1을, 비교예 2는 비교화합물 2를, 비교예 3은 비교화합물 3을, 비교예 4는 비교화합물 4를, 비교예 5는 비교화합물 5를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
Figure PCTKR2015003560-appb-I000058
Figure PCTKR2015003560-appb-I000059
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 61, 비교예 1 내지 비교예 5에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 5000cd/㎡ 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95수명을 측정하였다. 그 측정 결과는 하기 표 5와 같다.
[표 5]
Figure PCTKR2015003560-appb-I000060
Figure PCTKR2015003560-appb-I000061
상기 표 5의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물을 정공수송층의 재료로 사용한 유기전기 발광소자는 높은 효율 및 긴 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
상세하게 말하자면 일반적으로 널리 정공수송층으로 사용하는 비교화합물 1인 NPB보다 효율 및 수명이 매우 높게 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 본 발명의 화합물과 비교하여 X1을 포함하는 고리의 탄소수가 1개 적은 구조(5각 링) 인 비교화합물 2 내지 비교화합물 5보다 본 발명의 화합물을 이용한 소자가 비교적 높은 효율 및 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이는 X1을 포함하는 링이 6각인 본 발명의 화합물이, X1을 포함하는 링이 5각인 비교화합물 2 내지 비교화합물 5보다 패킹 밀도(packing density)가 높아져 정공의 이동이 용이하면서도, 정공이 트래핑(trapping)될 수 있는 공간이 더 많아 결과적으로 발광층 내 전하 균형을 보다 좋게 하여 효율이 증가되는 것으로 판단되며, 또한 수명의 경우 패킹 밀도가 높아짐으로 비교적 낮은 구동전압과 소자 구동시 발생하는 주울열이 감소하여 열적 안정성이 높아져 수명이 증가된 것으로 판단된다.
X1이 고리를 형성하지 않았을 경우(P2-17, P2-18 및 P3-17)에는 말단의 나프틸기로 인해 HOMO 값이 떨어지게 되고 이로 인해 정공이 트래핑되어 발광층 내 전하 균형이 좋아져 효율 및 수명이 증가되는 것으로 판단된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000062
    상기 화학식 1에서,
    Ara는 하기 화학식 2로 표시되며, Arb는 하기 화학식 3으로 표시되고, Arc는 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C1-C60의 알킬기;로 이루어진 군에서 선택되며,
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000063
    상기 화학식 2 및 3에서,
    m과 n은 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이고, X1 및 X2는 서로 독립적으로, NR', O, S 또는 CR'R" 중 하나이며, 여기서 R' 및 R"은 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C1-C60의 알킬기;로 이루어진 군에서 선택되며,
    L1 및 L2은 서로 독립적으로, 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족 고리와 C6-C60의 방향족 고리의 2가 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며,
    l은 0 내지 4의 정수이며, o 및 p는 각각 0 내지 3의 정수이고, q는 0 내지 6의 정수이며, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, i) 중수소; 삼중수소; 할로겐기; C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C1-C60의 알킬기; C2-C20의 알켄닐기; C2-C20의 알킨일기; C3-C60의 시클로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C6-C30의 아릴옥시기; 및 -L3-N(R5)(R6);로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 ii) 이웃한 기끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성할 수 있으며, 이때 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R4는 상기 i)에서 정의된 것과 동일하게 정의되며,
    상기 L3은 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 2가 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족 고리와 C6-C60의 방향족고리의 2가 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R5 및 R6은 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C1-C60의 알킬기;로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 R5 와 R6, L3(단일결합 제외)과 R5 또는 L3(단일결합 제외)과 R6은 서로 결합하여 이들이 결합된 N과 함께 N을 포함하는 헤테로고리 화합물을 형성할 수 있으며,
    상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 시클로알킬기, 알콕실기, 아릴옥시기, 아릴렌기 및 플루오렌일렌기 각각은 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 시클로알킬기; C7-C20의 아릴알킬기; C8-C20의 아릴알켄일기; 및 -L3-N(R5)(R6);로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000064
    상기 화학식 4 내지 7에서, R', R", R3, R4, L1, p 및 q는 제 1항에서 정의된 것과 동일하다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000065
    상기 화학식 8 내지 11에서, R', R", R1, R2, L2, l 및 o는 제 1항에서 정의된 것과 동일하다.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나가 중수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 제 1항에 있어서,
    하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000066
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000067
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000068
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000069
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000070
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000071
    Figure PCTKR2015003560-appb-I000072
    .
  6. 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 위치하는 유기물층;을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기물층은 제 1항의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 화합물은 상기 유기물층의 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 및 발광층 중 적어도 하나의 층에 함유되어 있으며,
    상기 화합물은 동종의 화합물 또는 2 이상의 이종의 화합물인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층은 스핀코팅 고정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬릇코팅 공정, 딥코팅 공정 또는 롤투롤 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  9. 제 6항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및
    상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
  10. 상기 제 9항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치.
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