WO2017034085A1 - 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시장치 - Google Patents

유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시장치 Download PDF

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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.
  • Organic optoelectronic diodes are devices that can switch electrical energy and light energy.
  • Organic optoelectronic devices can be divided into two types according to the principle of operation.
  • One is an optoelectronic device in which excitons formed by light energy are separated into electrons and holes, and the electrons and holes are transferred to other electrodes, respectively, to generate electric energy.
  • It is a light emitting device that generates light energy from energy.
  • Examples of the organic optoelectronic device may be an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell and an organic photo conductor drum.
  • organic light emitting diodes have attracted much attention recently as demand for flat panel displays increases.
  • 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 performance of the organic light emitting device is greatly influenced by the characteristics of the organic layer, and the increase is also affected by the organic materials 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 a method of synthesizing the organic compound. Yet 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 a combination of the following Chemical Formulas 1 and 2 is provided.
  • Ar 1 to Ar 3 are each independently substituted or unsubstituted C6 to C30
  • L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, substituted or . Is an unsubstituted C3 to C30 divalent heterocyclic group or a combination thereof,
  • R 1 to R 15 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to
  • R 1 to R 7 is a connection point with Formula 2,
  • R 8 to R 15 is a linking point with Formula (1).
  • a display device including the organic optoelectronic device is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an organic light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another organic light emitting device according to another embodiment.
  • substituted means that at least one hydrogen in a substituent or compound is 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, C 1 to C 10 alkylsilyl group, C6 to C30 aryl group, C2 to C30
  • Two adjacent substituents of C1 to C10 trifluoroalkyl group or cyano group such as C6 to C30 aryl group, C3 to C30 heterocyclic group, C 1 to C20 alkoxy group, and trifluoromethyl group may be fused to form a ring.
  • the substituted C6 to C30 aryl group may be fused to another adjacent substituted C6 to C30 aryl group to form a substituted or unsubstituted fluorene ring.
  • hetero means that at least one heteroatom is contained in one functional group and the remainder is carbon, wherein the heteroatom is selected from N, 0, S, P and Si Can be.
  • aryl group refers to a group having one or more carbocyclic aromatic moieties, and broadly the form in which the carbocyclic aromatic moieties are connected in a single bond and the carbocyclic aromatic moieties are directly or Also included are indirectly fused non-aromatic fused rings.
  • Aryl groups are monocyclic, polycyclic or Fused polycyclic (ie, rings that divide adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.
  • heterocyclic group refers to at least one hetero atom selected from N, 0, S, P, and Si in a ring compound such as an aryl group, a cycloalkyl group, a fused ring thereof, or a combination thereof. Containing, and the rest is carbon.
  • the heterocyclic group may include one or more heteroatoms for all or each ring.
  • a substituted or unsubstituted aryl group and / or a substituted or unsubstituted heterocyclic group is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group, a substituted or Unsubstituted phenanthryl group, substituted or unsubstituted naphthacenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted terphenyl group, substituted or unsubstituted quarterphenyl group, substituted or Unsubstituted chrysenyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or unsubstituted peryleneyl group, substituted or unsubstituted indenyl
  • 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 an anode into a light emitting layer having conductive properties along the HOMO level, and a light emitting charge 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 at 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.
  • the organic compound according to one embodiment may be represented by a combination of the following Chemical Formulas 1 and 2.
  • Ar 1 to Ar 3 are each independently substituted or unsubstituted C6 to C30
  • L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C6 to C30-arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 divalent heterocyclic group, or a combination thereof,
  • R 1 to R 15 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, substituted or unsubstituted A C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, a silyl group, or a combination thereof or a linkage point with Formula 1 or 2,
  • R 1 to R 7 is a connection point with Formula 2
  • Any one of 8 to R 15 is a connection point with formula (1).
  • the organic compound is a biscarbazole compound substituted with an aryl at a specific position, and may have improved heat stability by high glass transition temperature (Tg).
  • the glass transition temperature (Tg) may be related to the thermal stability of the organic compound and the device using the same. In other words, when the organic compound having a high glass transition temperature (Tg) is applied to the organic light emitting device in the form of a thin film, it is prevented from being degraded by temperature in a subsequent process, such as an encapsulation process, after the organic compound is deposited. It is possible to ensure the life characteristics of the organic compound and the device.
  • the glass transition temperature (Tg) of the organic compound may be, for example, about 70 ° C or more, and more preferably about 9 ( rc or more) within the above range.
  • the organic compound may implement a wide energy band 3 ⁇ 4 and high triplet energy, thereby lowering a driving voltage of the device to which the organic compound is applied and improving efficiency and lifespan characteristics.
  • the organic compound may be a biscarbazole compound having an asymmetric structure.
  • Ar 1 to Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted anthra Or a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, a substituted or unsubstituted quarterphenyl group, or a substituted or unsubstituted triphenylenyl group.
  • Ar 1 to Ar 3 may be each independently not a fluoranthenyl group.
  • substituted phenyl group substituted biphenyl group, substituted naphthyl group, substituted anthracenyl group, substituted phenanthrenyl group, substituted quarterphenyl group or substituted group
  • Triphenylenyl groups are C1 to C20 alkyl substituted phenyl groups, C1 to C20 alkyl substituted biphenyl groups, C1 to C20 alkyl substituted naphthyl groups, C1 to C20 alkyl substituted anthracenyl groups, C1 to C20 alkyl substituted phenanthrenyl groups , C1 to C20 alkyl substituted quarterphenyl group or C1 to C20 alkyl substituted triphenylenyl group.
  • L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted biphenylene group, or a substituted or unsubstituted naphthylene group. Can be.
  • R 3 , R 6 , R 10 and R 13 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 To C20 alkoxy group, halogen, cyano group, silyl group, or a combination thereof, or a linkage point with Formula 1 or 2.
  • R 3 , R 6 , R 10 and R 13 may each independently be hydrogen.
  • R 8 to R 15 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a silyl group, or a combination thereof, or a linkage point with Formula 1 Can be.
  • R 8 to R 15 may be each independently hydrogen.
  • any one of R 1 to R 4 may be a connection point with Formula 2
  • any one of R 8 to R 15 may be a connection point with Formula 1.
  • Formula 1 may be represented by the following Formula 1A.
  • R 1 to R 7 are as described above,
  • R a to ⁇ are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 To C30 aryl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, halogen, cyano group, silyl group or a combination thereof.
  • Formula 2 may be represented by the following Formula 2A. [Formula 2A]
  • R 8 to R 15 are as described above,
  • R k to R 0 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, halogen, cyano group, silyl group or a combination thereof.
  • the organic compound may be represented by a combination of Formula 1A and Formula 2A.
  • R 1 to R 15 are the substituents described above or a linking point with Formula 1A or 2A, any one of R 1 to R 7 is a linking point with Formula 2A,
  • R 8 to R ′ 5 is a point of attachment to Formula 1A;
  • R a to R 0 are as described above.
  • the organic compound may be represented by, for example, the following Chemical Formula 3.
  • Ar 'to Ar 3 , L 2 and ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ 4 to R 12 , R 14 and R 15 are as described above.
  • the organic compound represented by Chemical Formula 3 may have an asymmetric structure.
  • R 9 may not be the same as Ar 1, and R 9 is, for example, hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20
  • It may be a cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, a silyl group or a combination thereof.
  • R 6 and R 10 are each independently hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 1 to C20 alkoxy group, substituted Or an unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, a silyl group, or a combination thereof.
  • R 6 and R 10 may be each independently hydrogen.
  • R 8 to R 12 , R 14 and R 15 are each independently hydrogen, hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group, substituted or unsubstituted C 3 to C 20 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted Or a C1 to C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, a silyl group, or a combination thereof.
  • R 8 to R 12 , R 14, and R 15 may be each independently hydrogen.
  • the organic compound may be represented by, for example, the following Chemical Formula 3A. [Formula 3A]
  • R), R 2, R 4 to R 12, R 14 and R 15 of formula 3A may be both hydrogen.
  • the organic compound may be, for example one of the compounds listed in Group 1, but is not limited thereto.
  • the aforementioned organic compound can be applied to organic optoelectronic devices.
  • the aforementioned organic compounds may be applied to the organic optoelectronic device alone or in combination with other organic compounds.
  • the organic optoelectronic device is not particularly limited as long as it is a device capable of converting electrical energy and light energy, and examples thereof include organic photoelectric devices, organic light emitting devices, organic solar cells, and organic photosensitive drums.
  • the organic optoelectronic device may include an anode and a cathode facing each other, and at least one organic layer positioned between the anode and the cathode, and the organic layer may include the aforementioned organic compound.
  • the organic layer may include a light emitting layer including the organic compound.
  • the organic layer may include an auxiliary layer positioned between the emission layer, the anode and the emission layer, and / or between the cathode and the emission layer, and the auxiliary layer may include the organic compound.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode according to an embodiment.
  • an organic light emitting diode 100 includes an anode 1 10 and a cathode 120 facing each other, and an organic layer 105 positioned between the anode 1 10 and the cathode 120. ).
  • the anode 1 10 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, barn, kite, copper, zinc, gold or an alloy thereof; Zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO),
  • Metal oxides such as indium zinc oxide (IZO); Combinations of oxides with metals such as ZnO and A1 or Sn0 2 and Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly (3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene) (polyehtylenedioxythiophene: PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like. It is not.
  • the cathode 120 is a low work function conductor, for example, to facilitate electron injection. It may be made, for example, of metals, metal oxides and / or conductive polymers.
  • the negative electrode 1 10 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 the organic compound as a host, may include the above-mentioned organic compound alone, or may include at least two kinds of the above-described organic compound mixtures, and Other organic compounds may also be mixed.
  • the light emitting layer 130 may further include a dopant.
  • the dopant may be a red, green or blue dopant, for example a phosphorescent dopant.
  • the dopant is a substance mixed with the organic compound to cause light emission, and a material such as a metal complex that emits light by multiple excitation which is generally excited in a triplet state or more may be used.
  • the dopant may be, for example, an inorganic, organic, or inorganic compound, and may be included in one kind or two kinds or more.
  • the dopant is a substance mixed with the organic compound to cause light emission, and a material such as a metal complex that emits light by multiple excitation which is generally excited in a triplet state or more may be used.
  • the dopant may be, for example, an inorganic, organic, or inorganic compound, and may be included in one kind or two or more kinds.
  • the light emitting insect 130 may be formed by a dry film forming method or a solution process.
  • the dry film forming method may be, for example, chemical vapor deposition, sputtering, plasma plating, and ion plating, and two or more compounds may be formed simultaneously, or a compound having the same deposition temperature may be mixed and formed together.
  • the solution process can be for example inkjet printing, spin coating, slit coating, bar coating and / or dip coating.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting device according to another embodiment.
  • an organic light emitting diode 200 includes an anode 1 10 and a cathode 120 facing each other, and an organic layer 105 positioned between the anode 1 10 and the cathode 120. ).
  • the organic layer 105 includes an auxiliary layer 140 positioned between the light emitting layer 230 and the cathode 120. Include.
  • the auxiliary layer 140 may facilitate charge injection and the like between the cathode 120 and the light emitting layer 230.
  • the aforementioned organic compound may be included in the light emitting layer 230 as a host.
  • the emission layer 230 may include 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-mentioned organic compound and other organic compounds in combination.
  • the light emitting layer 230 may further include a dopant.
  • the organic compound described above may be included in the auxiliary layer 140.
  • the auxiliary layer 140 may include 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-mentioned organic compound and other organic compounds in combination.
  • the organic layer 105 may further include at least one auxiliary layer (not shown) positioned between the anode 1 10 and the light emitting layer 230.
  • the organic light emitting diode described above may be applied to an organic light emitting diode display.
  • Step 4 Intermediate 3 leq (20g) was suspended in bromine benzene l eq (1 1.3g), sodium thibutoxide 2eq (13.8g), Pd2 (dba) 3 0.03eq (2.0g) in toluene (240ml) and then T-butyl phosphine 0.09eq was added and stirred under reflux for 18 hours. After the completion of the reaction, the mixture was extracted with toluene and distilled water, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure.
  • K2C03 2eq 5 mol% (1.4 g) was suspended in toluene (12 times the solids, 125 ml) and distilled water (5 times the K2C03 amount, ml) and stirred under reflux for 18 hours under a nitrogen stream. After completion of the reaction, the mixture was extracted with toluene and distilled water, the organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure.
  • K2C03 2eq 5 mol% (1.2 g) was suspended in toluene (12 times the solid content, 120 ml) and distilled water (5 times the K2C03 amount, 30 ml) and stirred under reflux for 18 hours under a nitrogen stream. After completion of reaction, the mixture was extracted with toluene and distilled water, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure.
  • K2C03 2eq (16.7 g) was suspended in toluene (12 times the solid content, 240 ml) and distilled water (5 times the K2C03 amount, 85 ml) and stirred under reflux for 18 hours under a nitrogen stream. After the reaction was completed, the mixture was extracted with toluene and distilled water, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure.
  • TGA thermogravimetric analysis
  • Thermal analysis was performed while raising the temperature at a rate of 10 ° C./min from room temperature to 800 ° C. (TGA) and from 400 ° C. (DSC) to ambient temperature.
  • the glass substrate on which the ITO electrode was formed was cut into a size of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.5 mm, ultrasonically cleaned in acetone isopropyl alcohol and pure water for 15 minutes, and then UV ozone cleaned for 30 minutes.
  • M-MTDATA was vacuum deposited on the ⁇ electrode at a deposition rate of 1 A / sec to form a hole injection layer having a thickness of 600 A, and biphenyl-4-yl-(9,9'-die) on the hole injection layer.
  • Methyl-9H-fluoren-2-yl-)-[4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -phenyl] -amine) was vacuum deposited at a deposition rate l A / sec to 300 A thick.
  • a hole transport layer of was formed.
  • Ir (ppy) 3 (dope) and Compound A-1 obtained in Synthesis Example 1 were co-deposited on the hole transporter at a weight ratio of 10:90 to form a light emitting layer having a thickness of 400A.
  • BAlq was vacuum deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 1 A / sec to form a hole blocking layer having a thickness of 50 A, followed by vacuum deposition of Alq3 on the hole blocking layer to form electrons having a thickness of 300 A.
  • a transport layer was formed. LiF10A (electron injection layer) and A1 2000 A (cathode) were sequentially vacuum deposited on the electron transport layer, thereby manufacturing an organic light emitting device.
  • An organic light emitting diode was manufactured according to the same method as Example 1 except for using CBP instead of compound A-1 obtained in Synthesis Example 1.
  • the current value flowing through the unit device was measured by using a current-voltmeter (Keithley 2400) while increasing the voltage from 0V to 10V, and the measured current value was divided by the area to obtain a result.
  • the luminance was measured using a luminance meter (Minolta Cs-I OOOA) while increasing the voltage from 0V to 10V to obtain a result. (3) Measurement of luminous efficiency
  • 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 the above (1) and (2).
  • An organic light emitting device corresponding to Comparative Examples 5 to 8 was prepared in the same manner as in Example 10, except that CBP, HOSTl, HOST2, and HOST3 were used instead of Compound A-1 obtained in Synthesis Example 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

화학식 1과 2의 조합으로 표현되는 유기 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.

Description

【발명의 설명】
【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 optoelectronic diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 광 에너지에 의해 형성된 엑시톤 (exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 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 drum) 등을 들 수 있다.
이 중, 유기 발광 소자 (organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치 (flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목받고 있다. 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.
유기 발광 소자의 성능은 상기 유기 층의 특성에 의해 영향을 많이 받으며, 그 증에서도 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 내용】
【해결하려는 과제】
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 화합물의 합성 방법을 제공한다. 또 다른 구현예는 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
【과제의 해결 수단】
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1과 2의 조합으로 표현되는 유기 화합물을 제공한다.
화학식 1] [화학식 2]
Figure imgf000003_0001
상기 화학식 1 또는 2에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30
아릴기이고，
L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또.는 비치환된 C3 내지 C30의 2가의 해테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지
C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1 또는 2와의 연결 지점이고，
R1 내지 R7 중 어느 하나는 화학식 2와의 연결 지점이고,
R8 내지 R15 중 어느 하나는 화학식 1과의 연결 지점이다.
또 다른 구현예에 따르면， 서로 마주하는 애노드와 캐소드 > 그리고 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고， 상기 유기층은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면， 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다ᅳ
【발명의 효과】
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도아고，
도 2는 다른 구현예에 다른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
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, C 1 내지 C 10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30
헤테로고리기, C 1 내지 C20 알콕시기, 트리플루오로메틸기 등의 C 1 내지 C 10 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, C 1 내지 C30 알킬기, C 1 내지 C 10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴기, C3 내지 C30 헤테로고리기, C 1 내지 C20 알콕시기, 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 또 다른 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 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하고 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로 원자는 N, 0, S, P 및 Si 에서 선택될 수 있다.
본 명세서에서 "아릴기 (aryl group)"는 카보사이클릭 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 의미하며 넓게는 카보사이클릭 방향족 모이어티들이 단일 결합으로 연결된 형태 및 카보사이클릭 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리 또한 포함한다. 아릴기는 모노시클릭 , 폴리시클릭 또는 융합된 폴리시클릭 (즉， 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로고리기 (heterocyclic group)"는 아릴기, 사이클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에 N, 0, S, P 및 Si에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기 및 /또는 치환 또는 비치환된 해테로 고리기는， 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 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환또는 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, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된
피리디닐기， 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기， 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 밴즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된
이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된
퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기, 치환 또는 비치환된
벤즈옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일기， 치환 또는 비치환된
아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페나진일기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기， 치환 또는 비치환된 카바졸기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 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， 발광충에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란, 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로， LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1과 2의 조합으로 표현될 수 있다.
화학식 1] [화학식 2]
Figure imgf000006_0001
상기 화학식 1 또는 2에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30
아릴기이고,
L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 - 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 2가의 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1 또는 2와의 연결 지점이고,
R1 내지 R7 중 어느 하나는 화학식 2와의 연결 지점이고, 8 내지 R15 중 어느 하나는 화학식 1과의 연결 지점이다.
상기 유기 화합물은 특정 위치에 아릴 치환된 비스카바졸 화합물로, 높은 유리전이온도 (glass transition temperature, Tg)에 의해 개선된 내열 안정성을 가질 수 있다.
유리전이온도 (Tg)는 유기 화합물 및 이를 적용한 소자의 열안정성과 관련될 수 있다. 즉 높은 유리전이온도 (Tg)를 가지는 유기 화합물은, 유기발광소자에 박막 형태로 적용되었을 때， 상기 유기 화합물을 증착한 후에 이루어지는 후속 공정, 예컨대 봉지 (encapsulation) 공정에서 온도에 의해 열화되는 것이 방지되어 유기 화합물 및 소자의 수명 특성을 확보할 수 있다.
상기 유기 화합물의 유리전이온도 (Tg)는 예컨대 약 70°C 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 9(rc 이상인 경우가 보다 효과적이다.
또한 상기 유기 화합물은 넓은 에너지 밴드 ¾ 및 높은 삼중항 에너지를 구현할 수 있어서 상기 유기 화합물이 적용된 소자의 구동 전압을 낮추고 효율 및 수명 특성을 개선할 수 있다.
일 예로， 상기 유기 화합물은 비대칭 구조의 비스카바졸 화합물일 수 있다. 일 예로, 상기 Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기， 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐기， 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기일 수 있다.
일 예로, 상기 Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 플루오란테닐기 (fluoranthenyl group)가 아닐 수 있다.
일 예로， 상기 치환된 페닐기， 치환된 바이페닐기, 치환된 나프틸기, 치환된 안트라세닐기， 치환된 페난트레닐기, 치환된 쿼터페닐기 또는 치환된
트리페닐레닐기는 각각 C1 내지 C20 알킬 치환된 페닐기, C1 내지 C20 알킬 치환된 바이페닐기， C1 내지 C20 알킬 치환된 나프틸기, C1 내지 C20 알킬 치환된 안트라세닐기, C1 내지 C20 알킬 치환된 페난트레닐기, C1 내지 C20 알킬 치환된 쿼터페닐기 또는 C1 내지 C20 알킬 치환된 트리페닐레닐기일 수 있다.
일 예로, L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
일 예로， R3, R6, R10 및 R13은 각각 독립적으로 수소， 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알콕시기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1 또는 2와의 연결 지점일 수 있다.
일 예로, R3, R6, R10 및 R13은 각각 독립적으로 수소일 수 있다.
일 예로, R8 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1과의 연결 지점일 수 있다.
일 예로, R8 내지 R15는 각각 독립적으로 수소일 수 있다.
일 예로, R1 내지 R4 중 어느 하나는 화학식 2와의 연결 지점일 수 있고 R8 내지 R15 중 어느 하나는 화학식 1과의 연결 지점일 수 있다.
'일 예로, 화학식 1은 하기 화학식 1A로 표현될 수 있다.
[
Figure imgf000008_0001
상기 화학식 1A에서,
R1 내지 R7은 전술한 바와 같고,
Ra 내지 ^는 각각 독립적으로 수소， 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, 화학식 2는 하기 화학식 2A로 표현될 수 있다. [화학식 2A]
Figure imgf000009_0001
상기 화학식 2A에서,
R8 내지 R15는 전술한 바와 같고，
Rk 내지 R0는 각각 독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기， 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, 상기 유기 화합물은 화학식 1A와 화학식 2A의 조합으로 표현될 수 있다.
[ 1A] [화학식 2A]
Figure imgf000009_0002
상기 화학식 1A 또는 2A에서,
R1 내지 R15는 전술한 치환기이거나 화학식 1A 또는 2A와의 연결 지점이고, R1 내지 R7 중 어느 하나는 화학식 2A와의 연결 지점이고,
R8 내지 R'5 중 어느 하나는 화학식 1A과의 연결 지점이고, .
Ra 내지 R0는 전술한 바와 같다.
상기 유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다.
Figure imgf000010_0001
상기 화학식 3에서,
Ar' 내지 Ar3, L2 및 ΐΛ ΐ^, κΛ ΐΙ4 내지 R12, R14 및 R15는 전술한 바와 같다. 일 예로, 상기 화학식 3으로 표현되는 유기 화합물은 비대칭 구조일 수 있다. 일 예로， R9는 Ar1과 동일하지 않을 수 있으며 , R9는 예컨대 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20
사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 예로, R6 및 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기， 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, R6 및 R10은 각각 독립적으로 수소일 수 있다.
일 예로， R8 내지 R12, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소, 증수소， 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐， 시아노기， 실릴기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, R8 내지 R12, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소일 수 있다.
일 예로, 상기 유기 화합물은 예컨대 하기 화학식 3A로 표현될 수 있다. [화학식 3A]
Figure imgf000011_0001
상기 화학식 3A에서， ,12,114 내지 R12,R14,R15및 Ra 내지 R0는 전술한 바와 같다.
일 예로, 화학식 3A의 R),R2,R4 내지 R12,R14 및 R15는 모두 수소일 수 있다. 상기 유기 화합물은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 화합물 중 하나일 수 있으나， 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000012_0001
Ιΐ
Cll7ZlO/SlOZaM/X3d S80 0//J0Z OAV
Figure imgf000013_0001
Cll7ZlO/SlOZaM/X3d S80 0//J0Z OAV
Figure imgf000014_0001
Cll7ZlO/SlOZaM/X3d S80 0//J0Z OAV
Figure imgf000015_0001
j tV99j f9<99<--— 상술한 유기 화합물은 유기 광전자 소자에 적용될 수 있다. 상술한 유기 화합물은 단독으로 또는 다른 유기 화합물과 함께 유기 광전자 소자에 적용될 수 있다.
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.
상기 유기 광전자 소자는 서로 마주하는 애노드와 캐소드, 그리고 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함할 수 있고, 상기 유기층은 전술한 유기 화합물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기층은 상기 유기 화합물을 포함하는 발광층을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기층은 발광층, 애노드와 발광층 사이 및 /또는 캐소드와 발광층 사이에 위치하는 보조층을 포함할 수 있고， 상기 보조층은 상기 유기 화합물을 포함할 수 있다.
여기서는 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면， 일 구현예에 따른 유기 발광 소자 ( 100)는 서로 마주하는 애노드 ( 1 10)와 캐소드 (120)， 그리고 애노드 (1 10)와 캐소드 (120) 사이에 위치하는 유기층 (105)을 포함한다.
애노드 (1 10)는 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, 바나듬， 크름, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석산화물 (ITO),
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: PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 도전성 고분자 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐소드 (120)는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 금속 산화물 및 /또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 음극 (1 10)은 예컨대 마그네슴, 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 호스트 (host)로서 상기 유기 화합물을 포함할 수 있으며， 전술한 유기 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물 증 적어도 두 종류를 흔합하여 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물과 다른 유기 화합물을 흔합하여 포함할 수도 있다.
발광층 (130)은 도편트 (dopant)를 더 포함할 수 있다. 상기 도편트는 적색, 녹색 또는 청색의 도편트일 수 있으며, 예컨대 인광 도편트일 수 있다.
상기 도편트는 상기 유기 화합물에 미량 흔합되어 발광을 일으키는 물질로, 일반적으로 삼중항 상태 이상으로 여기시키는 다중항 여기 (multiple excitation)에 의해 발광하는 금속 착체 (metal complex)와 같은 물질이 사용될 수 있다. 상기 도편트는 예컨대 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며 , 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다. 상기 도편트는 상기 유기 화합물에 미량 흔합되어 발광을 일으키는 물질로, 일반적으로 삼중항 상태 이상으로 여기시키는 다중항 여기 (multiple excitation)에 의해 발광하는 금속 착체 (metal complex)와 같은 물질이 사용될 수 있다. 상기 도펀트는 예컨대 무기， 유기, 유무기 화합물일 수 있으며， 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다ᅳ 발광충 (130)은 건식 성막법 또는 용액 공정으로 형성될 수 있다. 상기 건식 성막법은 예컨대 화학기상증착법, 스퍼터링, 플라즈마도금 및 이온도금 일 수 있고, 둘 이상의 화합물을 동시에 성막하거나 증착 온도가 같은 화합물을 흔합하여 같이 성막할 수 있다. 상기 용액 공정은 예컨대 잉크젯 인쇄, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 바 코팅 및 /또는 딥 코팅일 수 있다.
도 2는 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 소자 (200)는 서로 마주하는 애노드 (1 10)와 캐소드 (120), 그리고 애노드 (1 10)와 캐소드 (120) 사이에 위치하는 유기층 (105)을 포함한다.
유기층 (105)은 발광층 (230)과 캐소드 (120) 사이에 위치하는 보조층 (140)을 포함한다. 보조층 (140)은 캐소드 (120)와 발광층 (230) 사이의 전하 주입 및 이등을 용이하게 할 수 있다.
전술한 유기 화합물은 ,발광층 (230)에 호스트로서 포함될 수 있다.
발광층 (230)은 전술한 유기 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물 중 적어도 두 종류를 흔합하여 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물과 다른 유기 화합물을 흔합하여 포함할 수도 있다. 발광층 (230)은 도편트를 더 포함할 수 있다.
전술한 유기 화합물은 보조층 (140)에 포함될 수 있다. 보조층 (140)은 전술한 유기 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물 중 적어도 두 종류를 흔합하여 포함할 수도 있고 전술한 유기 화합물과 다른 유기 화합물을 흔합하여 포함할 수도 있다.
도 2에서 유기층 (105)으로서 추가로 애노드 (1 10)와 발광층 (230) 사이에 위치하는 적어도 1층의 보조층 (도시하지 않음)을 더 포함할 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 아니된다.
유기화합물의 합성
[대표 합성법]
Figure imgf000018_0001
(대표 합성법에서 , 'BO'는 보론산 또는 보론에스테르의 치환체를 의미한다) 단계 1 :
2-브로모 -4-클로로-아닐린 leq와 보론에스테르 혹은 보로닉 액시드가 치환된 아릴 (Arl) leq와 Pd(PP3)4 5mol%, K2C03 2mol%를 를루엔 (고형분의 12배수)과 증류수 (K2C03량의 5배수)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기충을 마그네슴
설페이트로 건조， 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 1-1을 얻었다.
단계 2:
중간체 1-1 leq를 다이옥산에 교반하여 녹인 후 염산 (35%) 3eq을 천천히 투입하였다. 이어서 소듐나이트레이트 leq 및 소듐아자이드 leq를 증류수에 녹여 1시갚 간격으로 투입한다. 반응이 완료되면, NaOH로 중화한 다음 메탄올로 침전시키고, 핵산:디클로로메탄 =9: l(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 중간체 1-2를 얻었다. 단계 3:
중간체 1-2 leq 를 o-다이클로로벤젠에 환류교반하여 중간체 1-3을 얻었다. 단계 4:
중간체 I-3 1 eq 를 브롬화 Ar2 l eq 와 소듐티부록사이드 2eq, Pd2(dba)3 0.03eq를 를루엔 (고형분의 10배수)에 현탁시킨 후 트리-터셔리 -부틸포스핀 0.09eq를 넣고 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를
디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 1-4를 얻었다.
단계 5:
중간체 1-4 leq 와 피나콜다이보론 1.2eq, Pd(dppf)C12 0.2eq 포타슴아세테이트 2eq 를 무수 디메틸포름아미드 (Dimethylformamide) (고형분의 12배수)에 넣고 환류교반하였다. 반웅 종료 후 증류수로 침전시켰다. 증류수를 건조한 다음 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 1-5를 얻었다.
단계 6:
중간체 1-5 leq 와 "브롬화 Ar3" leq와 Pd(PP3)4 5moI%, K2C03 2mol%를 를루엔 (고형분의 12배수)과 증류수 (K2C03량의 5배수)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조， 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8 :2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 최종 유기 화합물을 얻었다
합성예 1: 화합물 A-1의 합성
Figure imgf000020_0001
[A-1]
단계 1 :
2-브로모 -4-클로로-아닐린 leq(73.8g)와 다이페닐 -4-보로닉 액시드 leq(743g)와 Pd(PP3)4 5mol%(2().7g), K2C03 2eq(98.8g)를 틀루엔 (고형분의 12배수, 1200ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 600ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을
마그네슘설페이트 (MgS04)로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산：디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를
디클로로메탄과 아세론으로 재결정하여 중간체 1(5-클로로 -[1,1，，4',1，，]터페닐 -2"- 일아민)을 76g(Y=76%) 얻었다.
단계 2:
중간체 1 leq(76g)를 다이옥산에 교반하여 녹인 후 염산 (35%) 3eq(72ml)을 천천히 투입하였다. 이어서 소듐나이트레이트 leq(20.6g) 및 소듐아자이드
leq(17.7g)를 증류수에 녹여 1시간 간격으로 투입한다. 반웅이 완료되면， NaOH로 중화한 다음 메탄을로 침전시키고, 물, 메탄올로 씻어준 다음 건조한다. 그렇게 얻어진 핵산:디클로로메탄 =9: 1 (v/v)로 실리카겔 컬럼하여 중간체 2(2-아졸로 -5'- 클로로 -[1,1，,4',1"]터페닐 , 78g, Y=94%)를 얻었다.
단계 3:
중간체 2 (78g)를 0-다이클로로벤젠에 18시간 환류교반하여 반응이 완료되면， 용매를 제거한다음, 디클로로메탄 /핵산으로 재결정하여 증간체 3(6-클로로 -2-페닐 -9H- 카바졸 , 68g Y=96%)을 얻었다.
단계 4: 중간체 3 leq(20g) 를 브로모벤젠 l eq(1 1.3g) 와 소듐티부톡사이드 2eq(13.8g), Pd2(dba)3 0.03eq(2.0g)를 를루엔 (240ml)에 현탁시킨 후 트리-터셔리 -부틸포스핀 0.09eq를 넣고 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 롤루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 증간체 4(6-클로로 -2-페닐 -9-페닐- 카바졸， 17.5g Y=74%)를 얻었다.
단계 5:
중간체 4 leq(17.5g) 와 피나콜다이보론 1.2eq(16.3g), Pd(dppf)C12 0.5eq(2.2g) 포타슘아세테이트 2eq(10.5g) 를 무수디메틸포름아미드 (Dimethylformamide) (고형분의 12배수, 210ml)에 넣고 36시간 환류교반하였다. 반웅 종료 후 증류수로 침전시켰다. 침전시킨 유기고형분의 증류수를 완벽히 건조한 다음 디클로로메탄과
에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 5(6-다이보론에스터 -2-페닐 -9-페닐-카바졸, 10.5g Y=44%)를 얻었다.
단계 6:
중간체 5 leq(10.5g) 와 3-브로모 -9-페닐-카바졸 leq(7.6g)와 Pd(PP3)4
5mol%(1.4g), K2C03 2eq(6.5g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 125ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 Α-1(7,9,9'-트리페닐 -9Η,9Ή,[3,3']바이카바졸릴, 6.3g Υ=48%)을 얻었다. LC-Mass 측정 (이론치: 560.69g/mol, 측정치: M = 56l g/mol)
합성예 2: 화합물 A-2의 합성
Figure imgf000021_0001
합성예 1의 단계 1 내지 5는 등일하다.
단계 6:
중간체 5 leq(10.5g) 와 3-브로모 -9-파라바이페닐-카바졸 leq(9.4g)와 Pd(PP3)4 5mol%(1.4g), K2C03 2eq(6.5g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 125ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수， 33ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액올 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A-2(10.4g Y=69%)를 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치 : 636.78g/mol, 측정치 : M = 637g/mol)
합성예 3: 화합물 A-3의 합성
Figure imgf000022_0001
합성예 1의 단계 1 내지 5는 동일하다.
단계 6:
중간체 5 leq(10.5g) 와 3-브로모 -9-메타바이페닐-카바졸 leq(9.4g)와 Pd(PP3)4
5mol%(1.4g), K2C03 2eq(6.5g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 125ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 33ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(ν/ν)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A— 3(9.5g Y=63%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 636.78g/mol, 측정치: M = 637g/mol)
합성예 4: 화합물 A-9의 합성
Figure imgf000023_0001
[A-9]
합성예 1의 단계 1 내지 5는 동일하다.
단계 6:
중간체 5 l eq(9.4g) 와 3-브로모 -9-터페닐-카바졸 leq(H).Og)와 Pd(PP3)4
5mol%(1.2g), K2C03 2eq(5.8g)를 를루엔 (고형분의 12배수， 120ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 30ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A-9(1 1.0g Y=33%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 712.88g/mol, 측정치: M = 713g/mol)
-12의 합성
Figure imgf000023_0002
합성예 1의 단계 1 내지 5는 동일하다.
단계 6:
중간체 5 l eq(18.4g) 와 3-브로모 -9H-카바졸 l eq( 10.2g)와 Pd(PP3)4 5mol%(2.4g), K2C03 2eq(1 1.4g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 120ml)과 증류수 (K2C03량의
5배수， 30ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 6(13.7g Y=69%)을 얻었다.
단계 7:
중간체 6 1eq(13.7g) 를 2브로모트리페닐렌 leq(8.7g) 와 소듐티부톡사이드 2eq(5.4g), Pd2(dba)3 0.03eq(0.8g)를 를루엔 (240ml)에 현탁시킨 후 트리 -터셔리- 부틸포스핀 0.09eq를 넣고 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조， 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A-12(15.4g Y=77%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 710.86g/mol, 측정치: M = 711 g/mol)
합성예 6: 화합물 A-18의 합성
Figure imgf000024_0001
합성예 1의 단계 1에서 반응물질로 다이페닐 -4-보론닉 에시드 대신에
1 , 1，,3，，1 "-터페닐 -4-보로닉 엑시드 l eq을 사용한 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성하여 화합물 A- 18(4.1 g Y=40%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 636.78g/mol, 측정치 : M = 637g/mol)
합성예 7: 화합물 A-33의 합성
Figure imgf000024_0002
[A-33]
합성예 1의 단계 4에서 브로모벤젠 대신 3-브로모바이페닐을 사용한 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 합성하여 화합물 A-33(13.9g Y=72%)을 얻었다. LC-Mass 측정 (이론치： 636.78g/mol, 측정치： M = 637g/mol)
합성예 8: 화합물 A-55의 합성
Figure imgf000025_0001
단계 1 :
2-브로모 -4-클로로-아닐린 leq(25.0g)와 4，-메틸-다이페닐 -4-보로닉 액시드 leq(25.7g)와 Pd(PP3)4 5mol%(7.0g), K2C03 2eq(35.2g)를 를루엔 (고형분의
12배수, 300ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수， 175ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘설페이트 (MgS04)로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를
디클로로메탄과 아세톤으로 재결정하여 중간체 1을 27.6g(Y=78%) 얻었다.
단계 2:
중간체 1 leq(27.6g)를 다이옥산에 교반하여 녹인 후 염산 (35%) 3eq(25ml)을 천천히 투입하였다. 이어서 소듐나이트레이트 leq (그 lg) 및 소듐아자이드 leq(6.1g)를 증류수에 녹여 1시간 간격으로 투입한다. 반응이 완료되면， NaOH로 중화한 다음 메탄올로 침전시키고， 물, 메탄을로 씻어준 다음 건조한다ᅳ 그렇게 얻어진
핵산:디클로로메탄 =9: l (v/v)로 실리카겔 컬럼하여 중간체 2(27.5g, Y=92%)를 얻었다. 단계 3:
중간체 2 (27.5g)를 0-다이클로로벤젠에 18시간 환류교반하여 반웅이 완료되면， 용매를 제거한다음， 디클로로메탄 /핵산으로 재결정하여 중간체 3(22.2g Y=88%)을 얻었다.
단계 4:
중간체 3 leq(22.2g) 를 3-브로모바이페닐 leq(17.8g) 와 소듐티부특사이드
2eq(14.6g), Pd2(dba)3 0.03eq(2.0g)를 를루엔 (300ml)에 현탁시킨 후 트리-터셔리- 부틸포스핀 0.09eq를 넣고 18 시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 롤루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 4(16.8g Y=50%)를 얻었다.
단계 5:
중간체 4 leq(16.8g) 와 피나콜다이보론 1.2eq(l 1.6g), Pd(dppf)C12 0.5eq(1.6g) 포타슴아세테이트 2eq(7.5g) 를 무수디메틸포름아미드 (Dimethylforaiamide) (고형분의 12배수, 200ml)에 넣고 36시간 환류교반하였다. 반웅 종료 후 증류수로 침전시켰다. 침전시킨 유기고형분의 증류수를 완벽히 건조한 다음 디클로로메탄과
에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 5(8.5g Y=42%)를 얻었다.
단계 6:
중간체 5 leq(8.5g) 와 3ᅳ브로모 -9-페닐-카바졸 leq(5.1g)와 Pd(PP3)4 5mol%(0.9g), K2C03 2eq(4.4g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 100ml)과 증류수 (K2C03량의
5배수, 22ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 틀루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조， 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A-55(3.9g Y=38%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 650.81g/mol, 측정치 : M = 651g/mol)
9: 화합물 A-62의 합성
Figure imgf000026_0001
[A-62]
합성예 1의 단계 5까지는 동일하며,
단계 6:
2-브로모 -9페닐-카바졸 leq(20.0g) 와 페닐보로닉 액시드 leq(7.4g)와 Pd(PP3)4 5mol%(3.5g), K2C03 2eq(16.7g)를 틀루엔 (고형분의 12배수, 240ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 85ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조， 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액올 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 2-페닐 -9페닐-카바졸 (17.0g Y=88%)을 얻었다.
단계 7:
2-페닐 -9페닐-카바졸 leq(17.0g) 와 N-브로모석신이미드 (NBS) 0.95eq(9.0g)을 디클로로메탄 200ml에 현탁시킨 후 질소 기류하에 8시간 교반하였다. 반웅 종료 후 물로 세척한 다음 물층을 제거하고, 유기층만 여과하여 여과액을 아세톤으로 재결정 하여 2-페닐 -3브로모 -9페닐-카바졸 (20.2g, 95%)을 얻었다.
단계 8:
중간체 5 leq(10.5g) 와 2-페닐 -3브로모 -9페닐-카바졸 leq(9.4g)와 Pd(PP3)4 5mol%(1.4g), K2C03 2eq(6.5g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 125ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수， 33ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(ν/ν)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 A-62(7.2g Υ=48%)을 얻었다 . LC-Mass 측정 (이론치: 636/78g/mol, 측정치 : M = 637g/mol)
비교합성예 l: HOST l의 합성
Figure imgf000027_0001
단계 1 :
3,6-다이브로모 -9-페닐-카바졸 leq(100.7g) 와 페닐보로닉 엑시드 leq(30.6g)와 Pd(PP3)4 5mol%(14.5g), K2C03 2eq(69.4g)를 를루엔 (고형분의 I2배수, 1200ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수， 350ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루 ¾1과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =9: 1 (v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 아세톤으로 재결정하여 중간체 l(53.7g Y=54%)을 얻었다.
단계 2:
중간체 1 leq(20.0g) 와 피나콜다이보론 1.2eq(15.3g), Pd(dppf)C12 0.5eq(2.1g) 포타슘아세테이트 2eq(9.9g) 를 무수디메틸포름아미드 (Dimethylformamide) (고형분의 12배수, 240ml)에 넣고 36시간 환류교반하였다. 반응 종료 후 증류수로 침전시켰다. 침전시킨 유기고형분의 증류수를 완벽히 건조한 다음 디클로로메탄과
에틸아세테이트으로 재결정하여 중간체 2(15.6g Y=70%)를 얻었다.
단계 3 :
중간체 2 leq(15.6g) 와 중간체 1 leq(M.Og)와 Pd(PP3)4 5mol%(2.0g), K2C03 2eq(9.7g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 190ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수 ,50ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 Hostl(10.4g Y=47%)을 얻었다.
LC-Mass 측정 (이론치 : 636.78g/mol, 측정치: M = 637g/mol)
비교합성예 2: HOST 2의 합성
Figure imgf000028_0001
비교합성예 1의 단계 1 및 2는 동일하다.
단계 3:
중간체 2 leq(14.0g) 와 3브로모 - 9-메타바이페닐-카바졸 1 l eq(12.5g)와 Pd(PP3)4 5mol%(1.8g), K2C03 2eq(8.7g)를 를루엔 (고형분의 12배수, 125ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 33ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 를루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 =8:2(v/v)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 화합물 Host 2(12.9g Y=65%)을 얻었다.
LC-Mass 측정 (이론치 : 636.78g/mol, 측정치: M = 637g/mol)
비교합성예 3: HOST 3의 합성
Figure imgf000029_0001
Host3
. . 단계 1 :
9-페닐-카바졸 -3-보론 에스터 leq(l l . lg) 와 3브로모 -9-(4,6-다이페닐-피리미딘 -2- 일)카바졸 leq(M.9g)와 Pd(PP3)4 5mol%(1.8g), K2C03 2mol%(8.7g)를 틀루엔 (고형분의 12배수, 180ml)과 증류수 (K2C03량의 5배수, 45ml)에 현탁시킨 후 질소기류 하에서 18시간 동안 환류 교반하였다. 반웅 종료 후 롤루엔과 증류수로 추출 후 유기층을 마그네슴 설페이트로 건조, 여과하고 여과액을 감압 농축하였다. 유기 용액을 제거하고 핵산:디클로로메탄 -8:2(Wv)로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를
디클로로메탄과 에틸아세테이트으로 재결정하여 Host3(14.3g Y=72%)을 얻었다.
평가 1： 열 안정성
합성예 1 내지 9와 비교합성예 3에 따른 유기 화합물의 열 안정성을
평가하였다.
열 안정성은 열중량분석 (Thermo Gravimetric Analysis, TGA) 및
시차주사열량측정법 (Differential Scanning Calorimetry, DSC)을 사용하여 질소
분위기에서 상온부터 800 °C (TGA) 및 상은부터 400 °C (DSC)까지 10 °C/min의 속도로 승온하면서 열분석하였다.
그 결과는 표 1과 같다. [표 i]
Figure imgf000030_0001
표 1을 참고하면， 합성예 1 내지 9에서 얻은 유기 화합물은 비교합성예 1 내지 3에서 얻은 유기 화합물과 비교하여 열 안정성이 높은 것을 확인할 수 있다.
유기 발광소자의 제작 I
실시예 1
ITO 전극이 형성된 유리 기판을 50mm X 50mm X 0.5mm 크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후， 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
상기 ΠΌ 전극 상에 m-MTDATA를 증착 속도 1 A/sec로 진공 증착하여 600 A 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 바이페닐 -4-일 -(9，9'- 다이메틸 -9H-플루오렌 -2-일 -)-[4-(9-페닐 -9H-카바졸 -3-일) -페닐] -아민)을 증착 속도 l A/sec로 진공 증착하여 300 A 두께의 정공 수송층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 수송충 상에 Ir(ppy)3(도편트)과 합성예 1에서 얻은 화합물 A-1을 10:90의 중량비로 공증착하여 400A의 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서 상기 발광층 상에 BAlq을 증착 속도 1 A/sec로 진공 증착하여 50 A의 두께의 정공 저지층을 형성한 후, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 진공 증착하여 300A 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 상에 LiF lOA (전자 주입층)과 A1 2000 A (캐소드)을 순차적으로 진공 증착하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2 내지 9
합성예 1에서 얻은 화합물 A- 1 대신 합성예 2 내지 합성예 9에서 얻은 A-2, A-3, A-9, A-12, A-18, A-33, A-55 및 A-62을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2·내지 9에 따른 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
합성예 1에서 얻은 화합물 A-1 대신 CBP를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure imgf000031_0001
비교예 2 내지 4
합성예 1에서 얻은 화합물 A-1 대신 비교합성예 1 내지 3에 따른 HOST 1, HOST 2， HOST 3을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 2 내지 4에 해당하는 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가 2: 유기 발광소자의 성능 I
실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 4에 따른 유기발광소자의 전압에 따른 전류밀도 변화, 휘도 변화 및 발광효율을 측정하였다.
구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 2와 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 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계 (Minolta Cs-I OOOA)를 이용하여 그 때의 휘도를 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) 올 계산하였다.
(4) 수명 측정
휘도 (cd/m2)를 5000cd/m2로 유지하고 전류 효율 (cd/A)이 90%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
[표 2]
Figure imgf000032_0001
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 9에 따른 유기발광소자는 비교예 1 내지 4에 따른 유기발광소자와 비교하여 낮은 구동 전압 특성올 가지는 것을 확인할 수 있다.
유기 발광 소자의 제작 II
실시예 10
발광층 형성시 Ir(ppy)3(도펀트)와 합성예 1에서 얻은 화합물 A-1 대신
Ir(ppy)3(도편트), 합성예 2에서 얻은 화합물 A-2 및 ETH-1을 10:45:45의 증량비로 공증착하여 400A의 두께의 발광층을 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다. ETH-1]
Figure imgf000033_0001
실시예 11 내지 16
합성예 2에서 얻은 화합물 A-2 대신 합성예 3,4,6,7,8 및 9에서 얻은 A-3,A- 9, A-18, A-33, A-55 및 A-62을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 10과 동일한 방법으로 실시예 11 내지 16에 대한 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 5 내지 8
합성예 1에서 얻은 화합물 A-1 대신 CBP,HOSTl,HOST2,HOST3을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 10과 동일한 방법으로 비교예 5 내지 8에 해당하는 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가 3: 유기 발광소자의 성능 II
실시예 10 내지 16과 비교예 5 내지 8에 따른 유기발광소자의 전압에 따른 전류밀도 변화, 휘도 변화 및 발광효율을 측정하였다.
구체적인 측정방법은 상술한 바와 같고, 그 결과는 표 3과 같다.
[표 3]
90% 수명 (h)
No. 발광층호스트 구동전압 AH
ᄀ 효율
At 5000cd/m2 실시예 10 A-2 + ETH-1 4.0 Green 88 1160 실시예 11 A-3 +ETH-1 4.1 Green 87 2050 실시예 12 A-9 + ETH-1 4.2 Green 82 1480 실시예 13 A-18 + ETH-1 4.2 Green 83 1860 실시예 14 A-33 + ETH-1 4.1 Green 88 2130 실시예 15 A-55 + ETH-1 4.1 Green 83 1740 실시예 16 A-62 + ETH-1 3.6 Green 83 1050 비교예 5 CBP + ETH-1 4.8 Green 41 40 비교예 6 Host 1 + ETH-1 4.2 Green 75 700 비교예 7 Host 2 + ETH-1 4.6 Green 80 940 비교예 8 Host 3 + ETH-1 4.8 Green 85 45
표 3을 참고하면, 실시예 10 내지 16에 따른 유기발광소자는 비교예 5 내7:
8에 따른 유기발광소자와 비교하여 낮은 구동 전압, 동등 또는 그 이상의 발광 효율 및 높은 수명 특성을 가지는 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 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
【부호의 설명】
100, 200: 유기 발광 소자 1 10: 음극
120: 양극 105: 유기층
130, 230: 발광층 140: 정공 보조층

Claims

【특허청구범위】
【청구항 11
하기 화학식 1과 2의 조합으로 표현되는 유기 화합물:
[화학식 1 [화학식 2]
Figure imgf000035_0001
상기 화학식 l 또는 2에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 2가의 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알콕시기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1 또는 2와의 연결 지점이고,
R1 내지 R7 중 어느 하나는 화학식 2와의 연결 지점이고,
8 내지 R15 중 어느 하나는 화학식 1과의 연결 지점이며，
여기서, 치환 또는 비치환된에서 "치환 "은 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 실릴기 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
【청구항 2】
제 1항에서
및 R13은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 할로겐， 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1 또는 2와의 연결 지점인 유기 화합물.
【청구항 3】
제 1항에서
R8 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 실릴기 또는 이들의 조합이거나 화학식 1과의 연결 지점인 유기 화합물.
【청구항 4】
제 1항에서
R1 내지 R4 중 어느 하나는 화학식 2와의 연결 지점이고 R8 내지 R15 중 어느 하나는 화학식 1과의 연결 지점인 유기 화합물.
【청구항 51
제 1항에서
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기인 유기 화합물. 【청구항 6】
거 11항에서
상기 화학식 1 및 2는 각각 하기 화학식 1A 및 2A로 표현되는 유기 화합물:
[
Figure imgf000036_0001
상기 화학식 1A 또는 2 A에서 R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는
Figure imgf000037_0001
Ar3
상기 화학식 3에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 37 아릴기이고,
L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 2가의 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R1, R2, R4 내지 R12, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소， 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 해테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합이며,
여기서, 치환 또는 비치환된에서 "치환 "은 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 실릴기 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
【청구항 8】
제 7항에서,
R6 및 R10은 각각 독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기， 할로겐, 시아노기， 실릴기 또는 이들의 조합인 유기 화합물.
【청구항 9】
제 7항에서,
R9는 각각 독립적으로 수소, 증수소， 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기， 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합인 유기 화합물.
【청구항 10]
제 7항에서,
R8 내지 R12, R14 및 R15는 각각 독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C 1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기, 실릴기 또는 이들의 조합인 유기 화합물.
【청구항 111
제 1항에서,
화학식 1 또는 화학식 2와 결합하지 않는 R1 내지 R'5는 각각 독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기인 유기 화합물.
【청구항 12】
제 1항에서，
. 하기 그룹 1에 나열된 유기 화합물.
[그룹 1]
Figure imgf000039_0001
39
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000041_0001
Cll7ZlO/SlOZaM/X3d S80 0//J0Z OAV 41
Figure imgf000042_0001
42
Figure imgf000043_0001
[A-65] [A-66] [A-67]
【청구항 13 ]
서로 口' 애노드와 캐소드， 그리고
상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층 올 포함하고,
상기 유기층은 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 유기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 14】
제 13항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치.
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