WO2017135717A1 - 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents
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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 material layer is often formed of a multi-layered 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.
- Polycyclic cyclic compounds containing heteroatoms are applied to various layers as materials of organic electric devices due to the large difference in characteristics depending on the material structure.
- the band gaps (HOMO, LUMO), electrical properties, chemical properties, and physical properties are different depending on the number of rings (rings), fused positions (bonding positions), heteroatoms, and arrangements. Applications and developments in layers of electrical devices have been in progress.
- KR 1523124B a benzobisbenzofuran core in which heteroatoms are benzobisbenzofuran cores consisting of only oxygen (O) since the patents of the US Pat.
- a patent has been disclosed, and an indenofluorene core in which the atomic type in the 5-membered cyclic compound consists only of carbon (C) atoms is disclosed in the KR 1346467B patent.
- NN type homocyclic cyclic compounds have an edge-to-face arrangement when molecules are stacked, whereas heterocyclic cyclic compounds having heteroatoms with different heteroatoms have a packing structure of molecules.
- the antiparallelcofacial ⁇ -stacking structure faces in the opposite direction, resulting in a face-to-face arrangement of molecules.
- Asymmetrically arranged heteroatoms N which are responsible for this lamination structure The steric effect of the substituents that are substituted results in relatively high carrier mobility and high oxidative stability (Keiko Kawaguchi et al., Organic letters 2008, Vol. 10, No. 6, pp. 1192-1202).
- the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a compound having high carrier mobility, high oxidation stability and high thermal stability, and at the same time, using the compound, high luminous efficiency and low driving of the device.
- An object of the present invention is to provide a compound capable of improving voltage, high heat resistance, color purity and lifetime, an organic electric element 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.
- the present invention high thermal stability, high carrier mobility and high oxidative stability are obtained by introducing a core that increases packing density and using a specific compound that defines the type and number of heteroatoms as the material of the organic electric element.
- the light emitting layer has a T1 value and an energy band gap which are easy to achieve charge balance, thereby improving luminous efficiency, heat resistance, lifespan, etc. of the organic electronic device, and lowering the driving voltage.
- FIG. 1 is an exemplary view of an organic electroluminescent device according to the present invention.
- 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 should be understood that the elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
- a component such as a layer, film, region, plate, etc.
- 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.
- 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 as used herein is fluorine (F), bromine (Br), chlorine (Cl) or iodine (I) unless otherwise indicated.
- 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.
- 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.
- 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.
- fluorenyl group or “fluorenylene group” means a monovalent or divalent functional group in which R, R 'and R “are all hydrogen in the following structures, unless otherwise stated, and" Substituted fluorenyl group “or” substituted fluorenylene group “means that at least one of the substituents R, R ', and R" is a substituent other than hydrogen, and R and R' are bonded to each other to form a carbon It includes the case of forming a compound by spying together.
- aryl group and “arylene group” have a carbon number of 6 to 60 unless otherwise stated, but is not limited thereto.
- the aryl group or arylene group includes monocyclic, ring aggregate, conjugated ring system, spiro compound and the like.
- heterocyclic group includes not only aromatic rings, such as “heteroaryl groups” or “heteroarylene groups,” but also non-aromatic rings, and each carbon number includes one or more heteroatoms unless otherwise specified. It means a ring of 2 to 60, but is not limited thereto.
- heteroatom refers to N, O, S, P or Si unless otherwise indicated, and heterocyclic groups are monocyclic, ring aggregates, conjugated multiple ring systems, spies, including heteroatoms. Means a compound or the like.
- Heterocyclic groups may also include rings comprising SO 2 in place of the carbon forming the ring.
- a “heterocyclic group” includes the following compounds.
- ring includes monocyclic and polycyclic rings, includes hydrocarbon rings as well as heterocycles including at least one heteroatom, and includes aromatic and nonaromatic rings.
- polycyclic includes ring assemblies, fused multiple ring systems and spiro compounds, such as biphenyl, terphenyl, and the like, including aromatics as well as nonaromatics, hydrocarbons
- the ring as well includes heterocycles comprising at least one heteroatom.
- ring assemblies refers to two or more ring systems (single or conjugated ring systems) that are directly connected to each other through a single bond or a double bond, It means that the number of direct linkages is one less than the total number of ring systems in this compound. Ring aggregates may have the same or different ring systems directly connected to each other via a single bond or a double bond.
- conjugated multiple ring systems refers to a covalently fused ring form of at least two atoms, including a ring system in which two or more hydrocarbons are fused together and at least one heteroatom. And heterocyclic systems having at least one conjugated form. These conjugated several ring systems can be aromatic rings, heteroaromatic rings, aliphatic rings or combinations of these rings.
- spiro compound has a "spiro union", and a spiro linkage means a linkage formed by two rings sharing one atom only.
- atoms shared by the two rings are called spiro atoms, and according to the number of spiro atoms in a compound, they are respectively referred to as 'monospyro-', 'diespyro-' and 'trispyro-' It is called a compound.
- an arylalkoxy group means an alkoxy group substituted with an aryl group
- an alkoxycarbonyl group means a carbonyl group substituted with an alkoxy group
- an alkenyl group substituted with an arylcarbonyl group is used herein.
- the arylcarbonyl group is a carbonyl group substituted with an aryl group.
- 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 alkoxy 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 20
- the group name corresponding to the aryl group, arylene group, heterocyclic group, etc. exemplified in each symbol and examples of the substituents in this specification may describe 'the name of the group reflecting the singer', but is described as 'the parent compound name'. You may. For example, in the case of phenanthrene, which is a kind of aryl group, the monovalent group is phenanthryl and the divalent group may be grouped with a singer, such as phenanthryl, to describe the group name. Regardless, it may be described as the parent compound name 'phenanthrene'.
- pyrimidine it may be described as 'pyrimidine' irrespective of the valence, or as the 'name of the group' of the singer, such as pyrimidinyl group in the case of monovalent and pyrimidinylene in the case of divalent. have.
- the substituent R 1 when a is an integer of 0, the substituent R 1 is absent, that is, when a is 0, it means that all of the carbons forming the benzene ring are bonded to hydrogen. Omitted formulas and compounds may be omitted.
- a when a is an integer of 1, one substituent R 1 is bonded to any one of carbons forming a benzene ring, and when a is an integer of 2 or 3, for example, a is 4 to 6
- R 1 may be the same as or different from each other.
- 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 120 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.
- at least one of these layers may be omitted, or may further include a hole blocking layer, an electron blocking layer, a light emitting auxiliary layer 151, an electron transport auxiliary layer, a buffer layer 141, and the like. It may also serve as a 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, a light emitting auxiliary layer 151, an electron transport auxiliary layer, an electron transport layer 160, an electron injection layer ( 170, a host or dopant material of the light emitting layer 150, or a material of the light efficiency improving layer.
- the compound of the present invention may be used as the light emitting layer 150, the hole transport layer 140 and / or the light emitting auxiliary layer 151 material, preferably as a host material of the light emitting layer 150.
- the intrinsic properties (mobility, interfacial characteristics, etc.) of the organic organic device can improve the service life and efficiency at the same time.
- the organic electroluminescent device may be manufactured using various deposition methods. It may be manufactured using a deposition method such as PVD or CVD.
- the anode 120 is formed by depositing a metal or conductive metal oxide or an alloy thereof on a substrate, and the hole injection layer 130 thereon.
- the organic material layer including a hole transport layer 140, a light emitting layer 150, an electron transport layer 160 and an electron injection layer 170 By forming an organic material layer including a hole transport layer 140, a light emitting layer 150, an electron transport layer 160 and an electron injection layer 170, and then depositing a material that can be used as the cathode 180 thereon have.
- the light emitting auxiliary layer 151 may be further formed between the hole transport layer 140 and the light emitting layer 150
- an electron transport auxiliary layer may be further formed between the light emitting layer 150 and the electron transport layer 160.
- 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.
- a ring is an aromatic ring of C 6 , X is S, O or C (R a ) (R b ).
- Ar 1 is an aryl group of C 6 -C 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; A fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 ; An alkyl group of C 1 -C 50 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; -L a -N (R c ) (R d ); An alkoxyl group of C 1 -C 30 ; And it may be selected from the group consisting of C 6 -C 30 aryloxy group.
- Ar 1 is an aryl group, preferably an aryl group of C 6 -C 30 , more preferably an aryl group of C 6 -C 18 , specifically phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, fluoranthene, phenanthrene , Triphenylene, pyrene and the like.
- Ar 1 is a heterocyclic group, preferably a heterocyclic group of C 2 -C 30 , more preferably a heterocyclic group of C 2 -C 18 , specifically imidazole, pyridine, pyrimidine, triazine, quinazoline , Isoquinoline, quinoxaline, benzoquinazoline, dibenzoquinazoline, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, benzofuropyridine, benzofurypyrimidine, naphthopurpyrimidine, phenanthrofuropyripy Midine, benzothienopyridine, benzothienopyrimidine, naphthothienopyrimidine, benzoindenopyrimidine, indolocarbazole, canthrene, indolopyrimidine, pyridopyrimidine, pyrido Quinazoline and the like.
- Ar 1 When Ar 1 is a fluorenyl group, it may be 9,9-dimethyl-9H-fluorene, 9,9'-spirobifluorene, or the like.
- Ar 1 When Ar 1 is an alkenyl group, it may be preferably an alkenyl group of C 2 -C 10 and specifically may be ethene.
- R 1 to R 3 are each independently of deuterium; Tritium; halogen; Cyano group; Nitro 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; A fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 ; An alkyl group of C 1 -C 50 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; -L a -N (R c ) (R d ); An alkoxyl group of C 1 -C 30 ; And it may be selected from the group consisting of C 6 -C 30 aryloxy group.
- R 1 to R 3 are each independently a cyano group; Aryl group of C 6 -C 30 ; Fluorenyl group; C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And -L a -N (R c ) (R d ); And the like.
- R 1 to R 3 may be independently of each other cyano, phenyl, fluorenyl, benzophenanthryl, chrysenyl, carbazolyl, -L a -N (R c ) (R d ), and the like.
- R 1 to R 3 may be bonded to each other adjacent groups to form at least one ring.
- R 1 is when the plurality may be bonded to each other adjacent to each other the R 1 to form at least one ring, even when the R 3 is a plurality among R 3, preferably adjacent R 3 combine with each other at least between One ring can be formed.
- R 1 to R 3 which do not form a ring may be defined the same as defined above.
- n is an integer of 0-4, and when m is an integer of 2 or more, some R ⁇ 1> may mutually be same or different.
- n is an integer of 0-1.
- o is an integer of 0 to 5, and when o is an integer of 2 or more, a plurality of R 3 may be the same or different from each other.
- R a to R d are each independently of the 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; A fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 ; An alkyl group of C 1 -C 50 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; An alkoxyl group of C 1 -C 30 ; And it may be selected from the group consisting of C 6 -C 30 aryloxy group.
- R a to R d are an aryl group, preferably an aryl group of C 6 -C 30 , more preferably an aryl group of C 6 -C 18 , specifically phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthyl, triphenyl Lene, phenanthrene and the like.
- R a to R d are heterocyclic groups, preferably C 2 -C 30 heterocyclic group, more preferably C 2 -C 60 heterocyclic group, specifically dibenzothiophene, carbazole, dibenzo Furan, benzonaphthothiophene, benzocarbazole and the like.
- R a to R d are fluorenyl groups, they may be 9,9-dimethyl-9H-fluorene, 9,9'-spirobifluorene, and the like.
- R a and R b may be bonded to each other to form a ring, in which case a spiro compound may be formed.
- R c and R d may be bonded to each other to form a ring, in which case a heterocycle including N may be formed.
- L 1 and L a are each independently a single bond; C 6 -C 60 arylene group; Fluorenylene groups; C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one hetero atom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And a fused ring group of C 3 -C 60 aliphatic ring and C 6 -C 60 aromatic ring.
- L 1 and L a are an arylene group, it may be preferably an arylene group of C 6 -C 30 , more preferably an arylene group of C 6 -C 12 , specifically phenyl, biphenyl, or the like.
- L 1 and L a are heterocyclic groups, preferably C 2 -C 30 heterocyclic group, C 2 -C 18 heterocyclic group, specifically imidazole, pyridine, pyrimidine, triazine, quinazoline, Benzoquinazolin, dibenzoquinazolin, quinoxaline, isoquinoline, pyridoquinazoline, pyridopyrimidine, carbazole, benzothienopyrimidine, benzofurypyrimidine, benzoindenopyrimidine, phenanthrofue Lopyrimidine, indolopyrimidine, naphthopuropyrimidine, naphthocyenopyrimidine and the like.
- L 1 and L a are each independently of each other 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 ; Aryl group of C 6 -C 20 ; C 6 -C 20 aryl group substituted with deuterium; Fluorenyl group; C 2 -C 20 heterocyclic group containing at least one hetero atom of O, N, S, Si, and P; A cycloalkyl group of C 3 -C 20 ; C 7 -C 20 arylalkyl group; -N (R e ) (R f ); And an arylalkenyl group of C 8 -C 20.
- R e and R f are each independently a C 6 -C 60 aryl group; Fluorenyl group; And a C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one hetero atom selected from the group consisting of O, N, S, Si, and P.
- Each of the aryl group, fluorenyl group, heterocyclic group, fused ring group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, aryloxy group is deuterium; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl 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 ; Aryl group of C 6 -C 20 ; C 6 -C 20 aryl group substituted with deuterium; Fluorenyl group; C 2 -C 20 heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the
- Formula 1 may be represented by one of the following Formulas 2 to 5.
- X, R 1 to R 3 , L 1 , Ar 1 , m, n and o may be defined in the same manner as defined in Formula 1.
- Ar 1 of Formula 1 may be represented by the following Formula A-1 or A-2.
- the Z ring is C 6 -C 60 monocyclic or polycyclic aromatic ring; Or a C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one hetero atom selected from the group consisting of O, N, S, Si, and P.
- Q 1 to Q 4 may be N, C (R g ) or C independently of each other, provided that they are C when combined with L 1 .
- Q 5 to Q 9 are each independently N or C (R g ).
- R g is hydrogen; heavy hydrogen; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl 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 ; Aryl group of C 6 -C 20 ; C 6 -C 20 aryl group substituted with deuterium; Fluorenyl group; C 2 -C 20 heterocyclic group including at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; A cycloalkyl group of C 3 -C 20 ; C 7 -C 20 arylalkyl group; And it may be selected
- Z ring of Formula A-1 may be represented by one of the following Formulas Z-1 to Z-15.
- the mark (*) is a binding moiety that combines with the ring including Q 1 to Q 4 of Formula A-1 to form a fused ring.
- W 1 and W 2 may be independently selected from the group consisting of a single bond, NL 2 -Ar 2 , S, O, and C (R h ) (R i ), V is independently of each other, N or C (R g ) Is,
- L 2 is a single bond; C 6 -C 60 arylene group; Fluorenylene groups; C 2 -C 60 heterocyclic group including at least one hetero atom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And a fused ring group of C 3 -C 60 aliphatic ring and C 6 -C 60 aromatic ring.
- Ar 2 , R h and R i are a 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; A fused ring group of an aliphatic ring of C 3 -C 60 and an aromatic ring of C 6 -C 60 ; An alkyl group of C 1 -C 50 ; Alkenyl groups of C 2 -C 20 ; An alkynyl group of C 2 -C 20 ; An alkoxyl group of C 1 -C 30 ; And it may be selected from the group consisting of C 6 -C 30 aryloxy group.
- R h and R i may be bonded to each other to form a spiro compound together with C (carbon) to which they are attached, and R g is the same as defined in Formulas A-1 and A-2. Can be defined.
- At least one of Q 1 to Q 4 may include N (nitrogen).
- the structure may be represented by one of Formulas Z-16 to Z-50.
- R g may be defined in the same manner as defined in Formulas A-1 and A-2.
- Chemical Formula 1 may be represented by the following Chemical Formula 6.
- the A ring, X, R 1 to R 3 , R c , R d , L 1 , L a , Ar 1 , m, n, o may be defined the same as defined in Formula 1.
- the plurality of L a -N (R c ) (R d ) may be the same as or different from each other.
- r is an integer of 0-5 and o + r ⁇ 5.
- a plurality of L a -N (R c ) (R d ) may be the same as or different from each other.
- the compound represented by Formula 1 may be one of the following compounds, but is not limited thereto.
- 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.
- the organic material layer may include a compound represented by Chemical Formula 1.
- the compound represented by Formula 1 may be contained in at least one layer of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer and a light emitting layer as a single compound or a mixture of two or more. 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.
- the compound represented by Formula 1 is a phosphorescent host material and a hole transport layer material of the light emitting layer. Can be used.
- the compound according to the present invention (Final Products) is prepared by reacting Sub 1 and Sub 2 as in Scheme 1, but is not limited thereto.
- Sub 1 of Scheme 1 may be synthesized by the reaction paths of Scheme 2 and Scheme 3, but is not limited thereto.
- the compound belonging to Sub 1 may be, but is not limited to, the following compounds.
- Table 1 shows FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) values of some compounds belonging to Sub 1.
- Sub 2 of Scheme 1 may be synthesized by the reaction path of Scheme 12, but is not limited thereto.
- Hal 1 and Hal 2 are Br or Cl.
- Compounds belonging to Sub 2 may be the following compounds, but are not limited thereto, and Table 2 shows Field Desorption-Mass Spectrometry (FD-MS) values of some compounds belonging to Sub 2.
- FD-MS Field Desorption-Mass Spectrometry
- Sub 1-1 (10.01 g, 33.66 mmol) obtained in the above synthesis was dissolved with toluene (335 mL), followed by Sub 2-1 (5.29 g, 33.66 mmol), Pd 2 (dba) 3 (0.92 g, 1.01 mmol), 50% P ( t- Bu) 3 (1.0 mL, 2.02 mmol), NaO t -Bu (9.71 g, 100.98 mmol) were added and stirred at 100 ° C.
- the reaction of Sub 1 and Sub 2-> Final Product in Scheme 1 is based on the Buchwald-Hartwig cross coupling reaction, starting material in Scheme 2-> Sub 1-I reaction, starting material in Scheme 12-> Sub 2 reaction All are based on the Suzuki cross-coupling reaction (in this case, in the case of a reactant containing an amine, Korean Patent Nos. 10-1251451 (published on April 5, 2013) and 10-1298483 (2013.08.21) of the present applicant. The synthesis method disclosed in the date of registration) was used.) In Scheme 3, Sub 1-I-> Sub 1 (if X is S) reaction was an intramolecular acid-induced cyclization reaction ( J. mater. Chem. 1999, 9 , 2095.).
- Sub 1-I-> Sub 1 (if X is O) in Scheme 3 is then based on the Pd (II) -catalyzed oxidative cyclization reaction ( Org . Lett . 2011, 13 , 5504), and in Sub 3 1-I-> Sub 1 (if X is C (R a ) (R b )) The reaction is based on Grignard reaction and Cyclic Dehydration reaction.
- An organic light emitting diode was manufactured according to a conventional method using the compound of the present invention as a light emitting host material of a light emitting layer.
- a 4,4 ', 4''-Tris [2-naphthyl (phenyl) amino] triphenylamine (hereinafter referred to as "2-TNATA”) film was vacuum deposited on an ITO layer (anode) formed on a glass substrate.
- a 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (hereinafter referred to as "NPD”) membrane was vacuum deposited to a thickness of 60 nm on the hole injection layer as a hole transport compound.
- a hole transport layer To form a hole transport layer.
- Compound P 1-9 of the present invention was used as a host on the hole transport layer, and bis- (1-phenylisoquinoline) iridium (III) acetylacetonate (hereinafter referred to as "(piq) 2 Ir (acac)”) was used as a dopant material.
- the light emitting layer was deposited to a thickness of 30 nm by doping at a weight ratio of 5: 5.
- BAlq (1,1'-biphenyl-4-olato) bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminu
- BAlq 8-hydroxyquinoline aluminum
- Alq 3 8-hydroxyquinoline aluminum
- An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compound of the present invention shown in Table 4 was used instead of the compound P 1-9 according to Example 1 of the present invention as a host material of the emission layer. .
- Example 2 In the same manner as in Example 1 except for using one of Comparative Compounds 1 to 3 shown in Table 4 instead of Compound P 1-9 according to Example 1 of the present invention as a host material of the emission layer A light emitting device was prepared.
- Electroluminescence (EL) characteristics by PR-650 of photoresearch by applying a forward bias DC voltage to the organic electroluminescent devices prepared by Examples 1 to 37 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention The T95 lifetime was measured using a lifespan measuring instrument manufactured by McScience Inc. at 2500 cd / m 2 reference luminance, and the measurement results are shown in Table 4 below.
- one of the five pentagonal rings contains N as the core, and the other five pentagonal rings have the key elements as S and O. It can be seen that the compound of the present invention, which is a heteroatom type containing one of C (R a ) (R b ), exhibits higher efficiency and higher lifetime.
- Comparative compound 2 a NN-type six-membered heterocyclic compound, is a NN-type heterocyclic core when the molecules are stacked, so that the intermolecular sequence has an edge-to-face configuration, which results in low charge carrier mobility. And low oxidative stability.
- the heteroatoms in the cyclic compound since they have different heterocyclic cores, they have an antiparallelcofacial ⁇ -stacking structure in which the packing structure of the molecules faces in the reverse direction. This makes the arrangement order between molecules into face-to-face shape and due to the steric effect of Ar 1 of asymmetrically arranged heteroatoms N which is the cause of the stacked structure, it is considered to have a high efficiency due to the high carrier mobility. In addition, it has a high oxidative stability and is believed to significantly increase the lifespan.
- the ring condensed to the pentagonal ring contains Sp 3 carbon as in Comparative Compound 3, the ring has a lower packing density and lower thermal stability than the compound of the present invention. Between, it can be seen that the heat resistance to Joule's heat generated between the organic layer and the metal electrode and the resistance under a high temperature environment is reduced.
- the compound of the present invention in which phenanthrene is introduced into the core, has a high packing density, which leads to a significantly lower lifetime than that of Comparative Compound 3 due to a relatively low driving voltage and a decrease in Joule's heat generated when driving the device. You can see that.
- An organic light emitting diode was manufactured according to a conventional method using the compound of the present invention as a light emitting host material of a light emitting layer.
- a 2-TNATA film is vacuum-deposited on an ITO layer (anode) formed on a glass substrate to form a hole injection layer having a thickness of 60 nm.
- the NPD film is vacuum-deposited at a thickness of 60 nm as a hole transport compound on the hole injection layer.
- a transport layer was formed.
- Compound P 1-62 of the present invention was used as a host on the hole transport layer, and 30 nm of the dopant was doped with tris (2-phenylpyridine) -iridium (hereinafter, “Ir (ppy) 3 ”) at a 95: 5 weight ratio.
- a light emitting layer was deposited to a thickness.
- BAlq was vacuum deposited to a thickness of 10 nm using a hole blocking layer, and Alq 3 was formed to a thickness of 40 nm using an electron transport layer.
- LiF which is an alkali metal halide, was deposited to a thickness of 0.2 nm as an electron injection layer, and then, Al was deposited to a thickness of 150 nm to use an organic light emitting diode.
- An organic electroluminescent device was manufactured according to the same method as Example 38 except for using the compound of the present invention shown in Table 5 instead of the compound P 1-62 according to Example 38 of the present invention as a host material of the emission layer. .
- Electroluminescence (EL) characteristics by PR-650 of photoresearch by applying a forward bias DC voltage to the organic electroluminescent devices prepared according to Examples 38 to 57 and Comparative Examples 4 to 6 of the present invention The T95 lifetime was measured using a lifespan measuring instrument manufactured by McScience Inc. at 5000 cd / m 2 reference luminance, and the measurement results are shown in Table 5 below.
- the device using the compound according to an embodiment of the present invention as a phosphorescent green host material of the light emitting layer is significantly improved luminous efficiency and lifetime than Comparative Compound 1, Comparative Compound 5 and Comparative Compound 6 It was confirmed.
- the heterocyclic atoms in the cyclic compound have heterocyclic heterocyclic cores, and the structure having high thermal stability is used not only in the light emitting layer of the red organic electroluminescent device (used as a host) but also in the light emitting layer of the green organic electroluminescent device (used as a host). It can be seen that it acts as a major factor in improving the performance of the device.
- the compound of the present invention used as a host material in the light emitting layer has the most suitable T1 value and energy band gap to facilitate the charge transfer from the host to the dopant, with high oxidative stability and high charge carrier mobility. It can be seen that exhibits a significantly high luminous efficiency and a high lifetime.
- An organic light emitting diode was manufactured according to a conventional method using the compound of the present invention as a hole transport material.
- a 60 nm-thick hole injection layer is formed by vacuum depositing a 2-TNATA film on an ITO layer (anode) formed on a glass substrate, and then Compound P 2-1 of the present invention is 60 nm thick on the hole injection layer.
- Vacuum deposition to form a hole transport layer 4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl (hereinafter referred to as "CBP") was used as the host on the hole transport layer, and tris (2-phenylpyridine) -iridium (hereinafter referred to as "Ir (ppy)" as a dopant material.
- CBP 4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl
- the light emitting layer was deposited to a thickness of 30 nm by doping 3 ") in a 90:10 weight ratio. Subsequently, BAlq was vacuum deposited to a thickness of 10 nm using a hole blocking layer, and Alq 3 was formed to a thickness of 40 nm using an electron transport layer. Thereafter, LiF, which is an alkali metal halide, was deposited to a thickness of 0.2 nm as an electron injection layer, and then, Al was deposited to a thickness of 150 nm to use an organic light emitting diode.
- LiF which is an alkali metal halide
- An organic electroluminescent device was manufactured according to the same method as Example 58 except for using the compound of the present invention shown in Table 6 instead of the compound P 2-1 according to Example 58 of the present invention as a hole transport layer material.
- An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 58, except that Comparative Compound 7 was used instead of Compound P 2-1 according to Example 58 of the present invention as a hole transport layer material.
- Electroluminescent (EL) characteristics were measured by PR-650 of photoresearch by applying a forward bias DC voltage to the organic electroluminescent devices prepared in Examples 58 to 80 and Comparative Example 7 of the present invention.
- the T95 lifetime was measured using a lifespan measuring instrument manufactured by McScience Inc. at 5000 cd / m 2 reference luminance, and the measurement results are shown in Table 6 below.
- This result has a deep HOMO energy level and a high T1 value, which are inherent characteristics of the compound of the present invention, which improves the ability to block electrons and simultaneously transports holes to the light emitting layer. It is believed that the efficiency is improved while being more easily generated within. In addition, it has a high thermal stability it can be seen that the life is increased.
- the amine group (-L a -N (R c ) (R d )) in the same heterocyclic ring as the compound of the present invention It can be seen that the band gap, electrical characteristics, and interface characteristics can be greatly changed by the introduction, which can be seen as a major factor in improving device performance.
- the hole transport layer it is necessary to grasp the interrelationship with the light emitting layer (host), and even if a similar core is used, it will be very difficult even for a person skilled in the art to infer the characteristics shown in the hole transport layer in which the compound of the present invention is used.
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Abstract
화학식 1로 표시되는 화합물과, 제 1전극, 제 2전극 및 제 1전극과 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자장치가 개시되며, 유기물층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 유기전기소자의 구동전압을 낮출 수 있고, 고내열성, 색순도, 발광효율 및 수명 등을 향상시킬 수 있다.
Description
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 유기물층은 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.
헤테로원자를 포함하고 있는 다환의 고리화합물들은 물질 구조에 따른 특성의 차이가 매우 커서 유기전기소자의 재료로 다양한 층에 적용되고 있다. 특히 환(고리)의 개수 및 fused 위치(접합위치), 헤테로원자의 종류와 배열에 따라 밴드 갭(HOMO, LUMO), 전기적 특성, 화학적 특성, 물성 등이 상이한 특징을 갖고 있어, 이를 이용한 다양한 유기전기소자의 층에 적용 개발이 진행되어 왔다.
또한, 현재까지 5환 고리화합물에서 헤테로 원자의 종류, 개수 및 위치에 대한 유기전기소자의 재료 개발이 활발히 진행되어 왔으며, 그 대표적인 예로 US 5843607B, KR1523124B, KR2008-0085000A, KR 1346467B 특허 등을 들 수 있다. 상기 선행 특허에는 5환 고리화합물을 유기전기소자의 정공수송층 또는 발광층(호스트)에 적용한 실시예가 개시되어 있다.
5환 고리화합물 내 헤테로 원자 종류가 질소(N)로만 구성된 인돌로카바졸 코어인 US5843607B 및 KR2008-0085000A 특허가 발명된 이래, 헤테로 원자 종류가 산소(O)로만 구성된 벤조비스벤조퓨란 코어인 KR 1523124B 특허가 개시되었고, 또한, 5환 고리화합물 내 원자종류가 탄소(C) 원자로만 구성된 인데노플루오렌 코어는 KR 1346467B 특허에 개시되었다.
상기와 같이 동형 원자 타입의 5환 고리화합물이 개발된 이후, 이형 원자 타입에 대한 5환 고리 화합물에 관한 개발이 이루어졌는데, 이것은 기존에 동형 원자 타입의 5환 고리화합물이 가지는 낮은 전하 캐리어 이동도 및 낮은 산화 안정성을 극복하고자 하는 시도로 여겨진다.
일반적으로 분자가 적층될 때, 인접한 π-전자가 많아짐에 따라 강한 전기적 상호작용을 갖게 되는데, 이는 전하 캐리어 이동도와 밀접한 연관이 있다.
즉, N-N type인 동형의 5환 고리화합물은 분자가 적층될 때, 분자간의 배열순서가 edge-to-face 형태를 갖게 되는 반면, 헤테로원자가 서로 다른 이형의 5환 고리화합물은 분자의 패킹구조가 역방향으로 마주보는 파이-적층구조(antiparallelcofacial π-stacking structure)를 가져 분자간의 배열 순서가 face-to-face 형태를 갖게 된다. 이 적층구조의 원인인 비대칭으로 배치된 헤테로원자 N에 치환되는 치환기의 입체효과로 인하여 상대적으로 높은 캐리어 이동도 및 높은 산화안정성을 야기하게 된다(Keiko Kawaguchi 등, Organic letters 2008, Vol. 10, No. 6, pp.1192-1202).
전술된 장점에도 불구하고, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있으며, 특히 발광층의 호스트 물질 및 정공수송층 재료에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 높은 캐리어 이동도, 높은 산화안정성 및 높은 열적 안정성을 갖는 화합물을 제공함과 동시에, 이러한 화합물을 이용하여 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압, 고내열성, 색순도 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.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식으로 표시되는 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 패킹밀도를 높이는 코어를 도입하고, 헤테로원자의 종류 및 개수 등을 한정한 특정 화합물을 유기전기소자의 재료로 이용함으로써, 높은 열적 안정성, 높은 캐리어 이동도 및 높은 산화 안정성을 나타내고, 발광층 내에 전하균형을 이루기에 용이한 T1 값 및 에너지 밴드갭을 가져 유기전기소자의 발광 효율, 내열성, 수명 등을 향상시킬 수 있고 구동 전압을 낮출 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
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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)이다.
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 "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 "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 "플루오렌일기" 또는 "플루오렌일렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하기 구조에서 R, R' 및 R"이 모두 수소인 1가 또는 2가 작용기를 의미하며, "치환된 플루오렌일기" 또는 "치환된 플루오렌일렌기"는 치환기 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, R과 R'이 서로 결합되어 이들이 결합된 탄소와 함께 스파이로 화합물을 형성한 경우를 포함한다.
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 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"와 같은 방향족 고리뿐만 아니라 비방향족 고리도 포함하며, 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 고리를 의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타내며, 헤테로고리기는 헤테로원자를 포함하는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 의미한다.
또한 "헤테로고리기"는, 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "고리"는 단일환 및 다환을 포함하며, 탄화수소고리는 물론 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 헤테로고리를 포함하고, 방향족 및 비방향족 고리를 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "다환"은 바이페닐, 터페닐 등과 같은 고리 집합체(ring assemblies), 접합된(fused) 여러 고리계 및 스파이로 화합물을 포함하며, 방향족뿐만 아니라 비방향족도 포함하고, 탄화수소고리는 물론 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 헤테로고리를 포함한다.
*본 발명에서 사용된 용어 "고리 집합체(ring assemblies)"는 둘 또는 그 이상의 고리계(단일고리 또는 접합된 고리계)가 단일결합이나 또는 이중결합을 통해서 서로 직접 연결되어 있고 이와 같은 고리 사이의 직접 연결의 수가 이 화합물에 들어 있는 고리계의 총 수보다 1개가 적은 것을 의미한다. 고리 집합체는 동일 또는 상이한 고리계가 단일결합이나 이중결합을 통해 서로 직접 연결될 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "접합된 여러 고리계"는 적어도 두개의 원자의 공유하는 접합된(fused) 고리 형태를 의미하며, 둘 이상의 탄화수소류의 고리계가 접합된 형태 및 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 헤테로고리계가 적어도 하나 접합된 형태 등을 포함한다. 이러한 접합된 여러 고리계는 방향족고리, 헤테로방향족고리, 지방족 고리 또는 이들 고리의 조합일 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결(spiro union)'을 가지며, 스파이로 연결은 2개의 고리가 오로지 1개의 원자를 공유함으로써 이루어지는 연결을 의미한다. 이때, 두 고리에 공유된 원자를 '스파이로 원자'라 하며, 한 화합물에 들어 있는 스파이로 원자의 수에 따라 이들을 각각 '모노스파이로-', '다이스파이로-', '트라이스파이로-' 화합물이라 한다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕시카르보닐기의 경우 알콕시기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
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 알콕시기, 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.
본 명세서에서 각 기호 및 그 치환기의 예로 예시되는 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기 등에 해당하는 '기 이름'은 '가수를 반영한 기의 이름'을 기재할 수도 있지만, '모체화합물 명칭'으로 기재할 수도 있다. 예컨대, 아릴기의 일종인 '페난트렌'의 경우, 1가의 '기'는 '페난트릴'로 2가의 기는 '페난트릴렌' 등과 같이 가수를 구분하여 기의 이름을 기재할 수도 있지만, 가수와 상관없이 모체 화합물 명칭인 '페난트렌'으로 기재할 수도 있다. 유사하게, 피리미딘의 경우에도, 가수와 상관없이 '피리미딘'으로 기재하거나, 1가인 경우에는 피리미딘일기, 2가의 경우에는 피리미딘일렌 등과 같이 해당 가수의 '기의 이름'으로 기재할 수도 있다.
또한, 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하는 것을 의미하는데, 즉 a가 0인 경우는 벤젠고리를 형성하는 탄소에 모두 수소가 결합된 것을 의미하며, 이때 탄소에 결합된 수소의 표시를 생략하고 화학식이나 화합물을 기재할 수 있다. 또한, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 예컨대 아래와 같이 결합할 수 있고, a가 4 내지 6의 정수인 경우에도 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, a가 2 이상의 정수인 경우 R1은 서로 같거나 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 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(120)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, 이들 층 중 적어도 하나가 생략되거나, 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(151), 전자수송보조층, 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 2전극 중 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), 정공수송층(140), 발광보조층(151), 전자수송보조층, 전자수송층(160), 전자주입층(170) 등의 재료, 발광층(150)의 호스트 또는 도펀트 재료, 또는 광효율 개선층의 재료로 사용될 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 화합물은 발광층(150), 정공수송층(140) 및/또는 발광보조층(151) 재료로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 발광층(150)의 호스트 재료로 사용될 수 있다.
한편, 동일한 코어일지라도 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.
따라서, 본 발명에서는 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하여 발광층(150)을 형성함으로써 각 유기물층 간의 에너지 레벨 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등을 최적화하여 유기전기소자의 수명 및 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 다양한 증착법(deposition)을 이용하여 제조될 수 있을 것이다. PVD나 CVD 등의 증착 방법을 사용하여 제조될 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 형성한 후, 그 위에 음극(180)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 정공수송층(140)과 발광층(150) 사이에 발광보조층(151)을, 발광층(150)과 전자수송층(160) 사이에 전자수송보조층을 추가로 더 형성할 수 있다.
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.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서,
A 환은 C6의 방향족 고리이며, X는 S, O 또는 C(Ra)(Rb)이다.
Ar1은 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; -La-N(Rc)(Rd); C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Ar1이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6-C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6-C18의 아릴기, 구체적으로 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌, 플루오란텐, 페난트렌, 트리페닐렌, 파이렌 등일 수 있다. Ar1이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2-C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2-C18의 헤테로고리기, 구체적으로 이미다졸, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 퀴나졸린, 아이소퀴놀린, 퀴녹살린, 벤조퀴나졸린, 다이벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조퓨로피리딘, 벤조퓨로피리미딘, 나프토퓨로피리미딘, 페난트로퓨로피리미딘, 벤조싸이에노피리딘, 벤조싸이에노피리미딘, 나프토싸이에노피리미딘, 벤조인데노피리미딘, 인돌로카바졸, 싸이안트렌, 인돌로피리미딘, 피리도피리미딘, 피리도퀴나졸린 등일 수 있다. Ar1이 플루오렌일기인 경우, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌 등일 수 있다. Ar1이 알켄일기인 경우, 바람직하게는 C2-C10의 알켄일기일 수 있고 구체적으로 에텐일 수 있다.
R1 내지 R3는 서로 독립적으로 중수소; 삼중수소; 할로겐; 시아노기; 나이트로기; C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; -La-N(Rc)(Rd); C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 바람직하게는, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 시아노기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 -La-N(Rc)(Rd); 등일 수 있다. 구체적인 예시로, R1 내지 R3는 서로 독립적으로 시아노, 페닐, 플루오렌일, 벤조페난트릴, 크리센일, 카바졸릴, -La-N(Rc)(Rd) 등일 수 있다.
또한, R1 내지 R3는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성할 수 있다. 구체적으로, R1이 복수인 경우 이웃한 R1끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성할 수 있고, R3가 복수인 경우에도 R3끼리, 바람직하게는 이웃한 R3끼리 서로 결합하여 적어도 하나의 고리를 형성할 수 있다. 이때 고리를 형성하지 않는 R1 내지 R3는 상기에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
m은 0 내지 4의 정수이며, m이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
n은 0 내지 1의 정수이다.
o는 0 내지 5의 정수이며, o가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R3는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
Ra 내지 Rd는 서로 독립적으로 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Ra 내지 Rd가 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6-C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6-C18의 아릴기, 구체적으로 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프틸, 트리페닐렌, 페난트렌 등일 수 있다. Ra 내지 Rd가 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2-C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2-C60의 헤테로고리기, 구체적으로 다이벤조싸이오펜, 카바졸, 다이벤조퓨란, 벤조나프토싸이오펜, 벤조카바졸 등일 수 있다. Ra 내지 Rd가 플루오렌일기인 경우, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌 등일 수 있다.
또한, Ra와 Rb는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며, 이 경우 스파이로화합물이 형성될 수 있다. 또한, Rc와 Rd도 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며 이 경우 N을 포함하는 헤테로고리가 형성될 수 있다.
L1 및 La는 서로 독립적으로 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
L1 및 La이 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6-C30의 아릴렌기, 더욱 바람직하게는 C6-C12의 아릴렌기, 구체적으로 페닐, 바이페닐 등일 수 있다. L1 및 La이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2-C30의 헤테로고리기, C2-C18의 헤테로고리기, 구체적으로 이미다졸, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 다이벤조퀴나졸린, 퀴녹살린, 아이소퀴놀린, 피리도퀴나졸린, 피리도피리미딘, 카바졸, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 벤조인데노피리미딘, 페난트로퓨로피리미딘, 인돌로피리미딘, 나프토퓨로피리미딘, 나프토싸이에노피리미딘 등일 수 있다.
L1 및 La는 서로 독립적으로 각각 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 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 시클로알킬기; C7-C20의 아릴알킬기; -N(Re)(Rf); 및 C8-C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다. 여기서, Re 및 Rf는 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; 및 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기 각각은 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 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; 및 C8-C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 2> <화학식 3> <화학식 4> <화학식 5>
상기 화학식 2 내지 5에서, X, R1 내지 R3, L1, Ar1, m, n 및 o는 상기 화학식 1에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 Ar1은 하기 화학식 A-1 또는 A-2로 표시될 수 있다.
<화학식 A-1> <화학식 A-2>
상기 Z 환은 C6-C60의 단일환 또는 다환의 방향족고리; 또는 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기일 수 있다.
상기 화학식 A-1에서, Q1 내지 Q4는 서로 독립적으로 N, C(Rg) 또는 C일 수 있고, 다만, L1과 결합하는 경우에는 C이다.
상기 화학식 A-2에서, Q5 내지 Q9은 서로 독립적으로 N 또는 C(Rg)이다.
상기 Rg 는 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 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; 및 C8-C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 A-1의 Z 환은 하기 화학식 Z-1 내지 Z-15 중 하나로 표시될 수 있다.
상기 화학식 Z-1 내지 Z-15에서, 표시(*)는 상기 화학식 A-1의 Q1 내지 Q4를 포함하는 고리와 결합하여 융합고리를 형성하는 결합 부분이다.
W1 및 W2는 서로 독립적으로 단일결합, N-L2-Ar2, S, O, 및 C(Rh)(Ri)로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, V는 서로 독립적으로, N 또는 C(Rg) 이며,
L2는 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Ar2, Rh 및 Ri는 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, Rh 와 Ri는 서로 결합하여 이들이 결합 된 C(탄소)와 함께 스파이로(spiro) 화합물을 형성할 수 있으며, Rg는 상기 화학식 A-1 및 A-2에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
한편, 상기 화학식 A-1에서 Q1 내지 Q4 중, 적어도 하나가 N(질소)을 포함하는 구조는 하기 화학식 Z-16 내지 Z-50 중 하나로 표시될 수 있다.
상기 화학식 Z-16 내지 Z-50 에서, Rg는 상기 화학식 A-1 및 A-2에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
또한 구체적으로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
<화학식 6>
상기 화학식 6에서, A 환, X, R1 내지 R3, Rc, Rd, L1, La, Ar1, m, n, o는 화학식 1에서 정의된 것과 동일하게 정의될 수 있다.
p은 0 내지 4의 정수이며, m+p≤4이다. 이때, p가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 La-N(Rc)(Rd)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
q은 0 또는 1의 정수이며, n+q≤1이다.
r는 0 내지 5의 정수이며, o+r≤5이다. 이때, r이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 La-N(Rc)(Rd)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한 구체적으로, 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
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 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 및 발광층 중 적어도 하나의 층에 1종 단독 화합물 또는 2종 이상의 혼합물로 함유될 수 있다. 즉, 화학식 1로 표시되는 화합물은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 또는 발광층의 재료로 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 발광층의 인광호스트 물질 및 정공수송층 물질로 사용될 수 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 제조되나 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1> X= S, O, C(Ra)(Rb)
( A 환, X, R1 내지 R3, L1, Ar1, m, n 및 o는 화학식 1에서 정의된 것과 동일하며, Hal1은 Br 또는 Cl이다.)
I. Sub 1의 합성
상기 반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2 및 반응식 3의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2>
<반응식 3>
Sub 1에 속하는 구체적 화합물의 합성예는 다음과 같다.
1. Sub 1-1 및 Sub 1-7
합성예
<반응식 4>
(1) Sub 1-I-1 합성
출발물질인 2-bromo-4H-benzo[def]carbazole (59.41 g, 219.93 mmol)를 THF (730mL)로 녹인 후에, (2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (40.47 g, 219.93 mmol), Pd(PPh3)4 (10.17 g, 8.80 mmol), NaOH (26.39 g, 659.79 mmol), 물 (365mL)을 첨가하고 80℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 54.34 g (수율: 75%)을 얻었다.
(2) Sub 1-1, Sub 1-7 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-1 (54.34 g, 164.96 mmol)를 triflic acid (219mL, 2474.35 mmol)와 함께 넣고 상온에서 24시간 동안 교반한 뒤, pyridine 수용액 (2890mL, pyridine : H2O = 1 : 5)을 천천히 적가하고 30 분 동안 환류 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물인 Sub 1-1 23.55 g (수율: 48%)과 Sub 1-7 15.21 g (수율: 31%)를 얻었다.
2. Sub 1-4, Sub 1-10
합성예
<반응식 5>
(1) Sub 1-I-4 합성
출발물질인 2-bromo-4H-benzo[def]carbazole (25.68 g, 95.07 mmol)에 (2-hydroxyphenyl)boronic acid (13.11 g, 95.07 mmol), Pd(PPh3)4 (4.39 g, 3.80 mmol), NaOH (11.41 g, 285.20 mmol), THF (320mL), 물 (160mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 22.63 g (수율: 84%)을 얻었다.
(2) Sub 1-4, Sub 1-10 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-4 (22.63 g, 79.87 mmol)를 Pd(OAc)2 (1.79 g, 7.99 mmol), 3-nitropyridine (0.99 g, 7.99 mmol)과 함께 넣고 C6F6 (120mL), DMI (80mL)로 녹인 후, tert-butyl peroxybenzoate (31.03 g, 159.74 mmol)를 첨가하고 90℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물인 Sub 1-4 8.99 g (수율: 40%)과 Sub 1-10 6.52 g (수율: 29%)를 얻었다.
3. Sub 1-11
합성예
<반응식 6>
(1) Sub 1-I-11 합성
출발물질인 2-bromo-4H-benzo[def]carbazole (21.10 g, 78.11 mmol)에 (2-(methoxycarbonyl)phenyl)boronic acid (14.06 g, 78.11 mmol), Pd(PPh3)4 (3.61 g, 3.12 mmol), NaOH (9.37 g, 234.33 mmol), THF (260mL), 물 (130mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 20.84 g (수율: 82%)을 얻었다.
(2) Sub 1-11 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-11 (20.84 g, 64.05 mmol)를 THF(320mL)로 녹인 후에, methylmagnesium bromide 1.0M in THF (256.2mL, 256.20 mmol)을 천천히 적가시킨 후, 상온에서 교반하였다. 반응이 완료되면 diethyl ether와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 중간 생성물을 얻었다. 이 중간 생성물을 acetic acid 용액 (250mL)에 녹이고 HCl (5mL)를 첨가한 뒤 환류시켰다. 반응이 완료되면 물을 넣고 교반 후 생성된 고체를 감압여과 후 물과 메탄올로 세척하여 백색 분말로서 생성물 8.47 g (수율: 43% over two steps)를 얻었다.
4. Sub 1-13
합성예
<반응식 7>
(1) Sub 1-I-13 합성
출발물질인 3-bromo-4H-benzo[def]carbazole (15.42 g, 57.08 mmol)에 (2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (10.50 g, 57.08 mmol), Pd(PPh3)4 (2.64 g, 2.28 mmol), NaOH (6.85 g, 171.25 mmol), THF (190mL), 물 (95mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 13.35 g (수율: 71%)을 얻었다.
(2) Sub 1-13 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-13 (13.35 g, 40.53 mmol)에 triflic acid (53.8mL, 607.89 mmol), pyridine 수용액 (710mL, pyridine : H2O = 1 : 5)을 첨가하고 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 8.07 g (수율: 67%)을 얻었다.
5. Sub 1-20
합성예
<반응식 8>
(1) Sub 1-I-20 합성
출발물질인 1-bromo-4H-benzo[def]carbazole (14.50 g, 53.68 mmol)에 (2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (9.88 g, 53.68 mmol), Pd(PPh3)4 (2.48 g, 2.15 mmol), NaOH (6.44 g, 161.03 mmol), THF (180mL), 물 (90mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 11.49 g (수율: 65%)을 얻었다.
(2) Sub 1-20 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-20 (11.49 g, 34.88 mmol)에 triflic acid (46.3mL, 523.19 mmol), pyridine 수용액 (610mL, pyridine : H2O = 1 : 5)을 첨가하고 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 7.26 g (수율: 70%)을 얻었다.
6. Sub 1-31
합성예
<반응식 9>
(1) Sub 1-I-31 합성
출발물질인 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-6-bromo-N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-4H-benzo[def]carbazol-2-amine (39.89 g, 58.78 mmol)에 (2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (10.82 g, 58.78 mmol), Pd(PPh3)4 (2.72 g, 2.35 mmol), NaOH (7.05 g, 176.34 mmol), THF (200mL), 물 (100mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 28.63 g (수율: 66%)을 얻었다.
(2) Sub 1-31 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-31 (28.63 g, 38.80 mmol)에 triflic acid (51.5ml, 581.97 mmol), pyridine 수용액 (680ml, pyridine : H2O = 1 : 5)을 첨가하고 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 10.95 g (수율: 40%)을 얻었다.
7. Sub 1-40
합성예
<반응식 10>
(1) Sub 1-I-40 합성
출발물질인 2-bromo-6-phenyl-4H-benzo[def]carbazole (20.71 g, 59.82 mmol)에 (5-(diphenylamino)-2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (21.01 g, 59.82 mmol), Pd(PPh3)4 (2.76 g, 2.39 mmol), NaOH (7.18 g, 179.45 mmol), THF (200mL), 물 (100mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 25.01 g (수율: 73%)을 얻었다.
(2) Sub 1-40 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-40 (25.01 g, 43.67 mmol)에 triflic acid (58.0mL, 655.02 mmol), pyridine 수용액 (765mL, pyridine : H2O = 1 : 5)을 첨가하고 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 10.62 g (수율: 45%)을 얻었다.
8. Sub 1-43
합성예
<반응식 11>
(1) Sub 1-I-43 합성
출발물질인 N-(2-(6-bromo-4H-benzo[def]carbazol-2-yl)phenyl)-N-phenyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine (34.62g, 58.72mmol)에 (2-(methylsulfinyl)phenyl)boronic acid (10.81 g, 58.72 mmol), Pd(PPh3)4 (2.71 g, 2.35 mmol), NaOH (7.05 g, 176.17 mmol), THF (200mL), 물 (100mL)을 첨가하고 상기 Sub 1-I-1 합성법을 사용하여 생성물 25.91 g (수율: 68%)을 얻었다.
(2) Sub 1-43 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-I-43 (25.91 g, 39.93 mmol)에 triflic acid (53.0mL, 599.01 mmol), pyridine 수용액 (700mL, pyridine : H2O = 1 : 5)을 첨가하고 상기 Sub 1-1 합성법을 사용하여 생성물 10.34 g (수율: 42%)을 얻었다.
Sub 1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 1은 Sub 1에 속하는 일부 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
[표 1]
II. Sub 2의 합성
상기 반응식 1의 Sub 2는 반응식 12의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Hal1 및 Hal2는 Br 또는 Cl이다.
<반응식 12>
Sub 2에 속하는 구체적 화합물의 합성예는 다음과 같다.
1. Sub 2-28
합성예
<반응식 13>
출발물질인 1,4-dibromobenzene (17.37 g, 73.63 mmol)을 THF (260mL)로 녹인 후, 2-(dibenzo[b,d]thiophen-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (25.13 g, 80.99 mmol), Pd(PPh3)4
(3.40 g, 2.95 mmol), K2CO3 (30.53 g, 220.89 mmol), 물 (130mL)을 첨가하고 90℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 18.23 g (수율: 73%)를 얻었다.
2. Sub 2-35
합성예
<반응식 14>
출발물질인 2,4-dibromopyrimidine (24.46 g, 102.82 mmol)에 4,4,5,5-tetramethyl-2-(naphthalen-1-yl-d7)-1,3,2-dioxaborolane (29.54 g, 113.11 mmol), Pd(PPh3)4
(4.75 g, 4.11 mmol), K2CO3 (42.63 g, 308.47 mmol), THF (360mL), 물 (180mL)을 첨가하고 상기 Sub 2-28 합성법을 사용하여 생성물 18.03 g (수율: 60%)를 얻었다.
3. Sub 2-53
합성예
<반응식 15>
출발물질인 2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[3,2-d]pyrimidine (32.01 g, 125.47 mmol)에 4,4,5,5-tetramethyl-2-(naphthalen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane (35.07 g, 138.02 mmol), Pd(PPh3)4
(5.80 g, 5.02 mmol), K2CO3 (52.02 g, 376.41 mmol), THF (440mL), 물 (220mL)을 첨가하고 상기 Sub 2-28 합성법을 사용하여 생성물 19.58 g (수율: 45%)를 얻었다.
4. Sub 2-64
합성예
<반응식 16>
출발물질인 2,4-dichlorobenzo[4,5]thieno[2,3-d]pyrimidine (24.89 g, 97.56 mmol)에 4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(naphthalen-1-yl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane (35.44 g, 107.32 mmol), Pd(PPh3)4
(4.51 g, 3.90 mmol), K2CO3 (40.45 g, 292.69 mmol), THF (170mL), 물 (340mL)을 첨가하고 상기 Sub 2-28 합성법을 사용하여 생성물 19.81 g (수율: 48%)를 얻었다.3
5. Sub 2-85
합성예
<반응식 17>
(1) Sub 2-I-85 합성
출발물질인 1-amino-2-naphthoic acid (75.11 g, 401.25 mmol)를 둥근바닥플라스크에 urea (168.69 g, 2808.75 mmol)와 함께 넣고 160℃에서 교반하였다. TLC로 반응을 확인한 후, 100℃까지 냉각시키고 물 (200mL)을 첨가하여 1시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 생성된 고체를 감압여과하고 물로 세척 후 건조하여 생성물 63.86 g (수율: 75%)를 얻었다.
(2) Sub 2-II-85 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 2-I-85 (63.86 g, 300.94 mmol)을 POCl3 (200mL)를 상온에서 녹인 후에, N,N-Diisopropylethylamine (97.23 g, 752.36 mmol)을 천천히 적가시킨 후, 90℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면, 농축 후 얼음물 (500mL)을 넣고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 생성된 고체를 감압여과하고 건조하여 생성물 67.47 g (수율: 90%)를 얻었다.
(2) Sub 2-85 합성
상기 합성에서 얻어진 Sub 2-II-85 (67.47 g, 270.86 mmol)에 4,4,5,5-tetramethyl-2-phenyl-1,3,2-dioxaborolane (60.80 g, 297.94 mmol), Pd(PPh3)4
(12.52 g, 10.83 mmol), K2CO3 (112.30 g, 812.57 mmol), THF (950mL), 물 (475mL)을 첨가하고 상기 Sub 2-28 합성법을 사용하여 생성물 44.89 g (수율: 57%)를 얻었다.
Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 2는 Sub 2에 속하는 일부 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
[표 2]
III. Product 합성
Sub 1(1 당량)을 Toluene으로 녹인 후에, Sub 2 (1 당량), Pd2(dba)3
(0.03 당량), (t-Bu)3P (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 최종 생성물(final product)를 얻었다.
1. P 1-1
합성예
<반응식 18>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-1 (10.01 g, 33.66 mmol)을 toluene (335mL)으로 녹인 후에, Sub 2-1 (5.29 g, 33.66 mmol), Pd2(dba)3 (0.92 g, 1.01 mmol), 50% P(t-Bu)3 (1.0mL, 2.02 mmol), NaOt-Bu (9.71 g, 100.98 mmol)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축 한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 10.06 g (수율: 80%)를 얻었다.
2. P 1-6
합성예
<반응식 19>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-1 (6.59 g, 22.16 mmol)에 Sub 2-43 (6.92 g, 22.16 mmol), Pd2(dba)3 (0.61 g, 0.66 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.6mL, 1.33 mmol), NaOt-Bu (6.39 g, 66.48 mmol), toluene (220mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.84 g (수율: 84%)를 얻었다.
3. P 1-10
합성예
<반응식 20>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-1 (6.87 g, 23.10 mmol)에 Sub 2-85 (6.72 g, 23.10 mmol), Pd2(dba)3 (0.63 g, 0.69 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.7mL, 1.39 mmol), NaOt-Bu (6.66 g, 69.31 mmol), toluene (230mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.69 g (수율: 76%)를 얻었다.
4. P 1-20
합성예
<반응식 21>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-4 (7.03 g, 24.99 mmol)에 Sub 2-17 (7.03 g, 24.99 mmol), Pd2(dba)3 (0.69 g, 0.75 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.7mL, 1.50 mmol), NaOt-Bu (7.21 g, 74.97 mmol), toluene (250mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.51 g (수율: 79%)를 얻었다.
5. P 1-35
합성예
<반응식 22>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-7 (6.38 g, 21.45 mmol)에 Sub 2-28 (7.28 g, 21.45 mmol), Pd2(dba)3 (0.59 g, 0.64 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.6mL, 1.29 mmol), NaOt-Bu (6.19 g, 64.36 mmol), toluene (215mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.06 g (수율: 76%)를 얻었다.
6. P 1-37
합성예
<반응식 23>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-7 (6.55 g, 22.03 mmol)에 Sub 2-35 (6.44 g, 22.03 mmol), Pd2(dba)3 (0.61 g, 0.66 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.6mL, 1.32 mmol), NaOt-Bu (6.35 g, 66.08 mmol), toluene (220mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.19 g (수율: 82%)를 얻었다.
7. P 1-58
합성예
<반응식 24>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-10 (6.12 g, 21.76 mmol)에 Sub 2-53 (7.55 g, 21.76 mmol), Pd2(dba)3 (0.60 g, 0.65 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.6mL, 1.31 mmol), NaOt-Bu (6.27 g, 65.27 mmol), toluene (220mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.40 g (수율: 73%)를 얻었다.
8. P 1-60
합성예
<반응식 25>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-11 (6.24 g, 20.30 mmol)에 Sub 2-64 (8.59 g, 20.30 mmol), Pd2(dba)3 (0.56 g, 0.61 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.6mL, 1.22 mmol), NaOt-Bu (5.85 g, 60.90 mmol), toluene (200mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.16 g (수율: 65%)를 얻었다.
9. P 1-69
합성예
<반응식 26>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-13 (6.91 g, 23.24 mmol)에 Sub 2-85 (6.76 g, 23.24 mmol), Pd2(dba)3 (0.64 g, 0.70 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.7mL, 1.39 mmol), NaOt-Bu (6.70 g, 69.71 mmol), toluene (230mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.23 g (수율: 72%)를 얻었다.
10. P 1-84
합성예
<반응식 27>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-20 (6.85 g, 23.03 mmol)에 Sub 2-85 (6.70 g, 23.03 mmol), Pd2(dba)3 (0.63 g, 0.69 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.7mL, 1.38 mmol), NaOt-Bu (6.64 g, 69.10 mmol), toluene (230mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 9.40 g (수율: 74%)를 얻었다.
11. P 2-7
합성예
<반응식 28>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-31 (10.64 g, 15.07 mmol)에 Sub 2-1 (2.37 g, 15.07 mmol), Pd2(dba)3 (0.41 g, 0.45 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.4mL, 0.90 mmol), NaOt-Bu (4.35 g, 45.22 mmol), toluene (150mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 8.02 g (수율: 68%)를 얻었다.
12. P 2-16
합성예
<반응식 29>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-40 (9.75 g, 18.03 mmol)에 Sub 2-1 2-7 (2.83 g, 18.03 mmol), Pd2(dba)3 (0.50 g, 0.54 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.5mL, 1.08 mmol), NaOt-Bu (5.20 g, 54.10 mmol), toluene (180mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 8.23 g (수율: 74%)를 얻었다.
13. P 2-19
합성예
<반응식 30>
상기 합성에서 얻어진 Sub 1-43 (10.20 g, 16.54 mmol)에 Sub 2-1 (2.60 g, 16.54 mmol), Pd2(dba)3 (0.45 g, 0.50 mmol) 50% P(t-Bu)3 (0.5mL, 0.99 mmol), NaOt-Bu (4.77 g, 49.61 mmol), toluene (165mL)을 첨가하고 상기 P 1-1 합성법을 사용하여 생성물 8.14 g (수율: 71%)를 얻었다.
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 일부 화합물의 FD-MS 값은 하기 표 3과 같다.
[표 3]
한편, 상기에서는 화학식 1로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Intramolecular acid-induced cyclization 반응 (J. mater.
Chem
. 1999, 9, 2095.), Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응 (Org
.
Lett
. 2011, 13, 5504), Grignard 반응 및 Cyclic Dehydration 반응 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 1에 정의된 다른 치환기 (A환, X, R1 내지 R3, L1 및 Ar1등의 치환기)가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
예컨데, 반응식 1에서 Sub 1과 Sub 2 -> Final Product 반응은 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응에 기초한 것이고, 반응식 2에서 출발물질 -> Sub 1-I 반응, 반응식 12에서 출발물질 -> Sub 2 반응은 모두 Suzuki cross-coupling 반응에 기초한 것이며, (이때, 아민을 포함하는 반응물의 경우는 본 출원인의 한국등록특허 제10-1251451호 (2013.04.05일자 등록공고)와 제 10-1298483호 (2013.08.21일자 등록공고)에 개시된 합성방법을 사용하였다.) 반응식 3에서 Sub 1-I -> Sub 1 (X가 S인 경우) 반응은 Intramolecular acid-induced cyclization 반응 (J. mater. Chem. 1999, 9, 2095.)에 기초한 것이다. 이어서, 반응식 3에서 Sub 1-I -> Sub 1 (X가 O인 경우) 반응은 Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응 (Org
.
Lett
. 2011, 13, 5504)에 기초한 것이고, 반응식 3에서 Sub 1-I -> Sub 1 (X가 C(Ra)(Rb)인 경우) 반응은 Grignard 반응 및 Cyclic Dehydration 반응 등에 기초한 것이다.
따라서, 구체적으로 명시되지 않은 치환기가 결합되더라도 상기 반응들은 진행할 것이다. 또한, 상기 반응식 2의 출발물질 -> Sub 1-I 반응에서 출발물질로 사용된 벤조카바졸 타입의 물질은 하기 반응식 31과 같은 합성방법(Method A, Method B (대한민국 공개특허공보 제2015-0039486호), Method C(대한민국 공개특허공보 제 2015-0077219호))을 사용하였다.
<반응식 31>
유기전기소자의 제조평가
[
실시예
1]
적색유기전기발광소자
(인광호스트)
본 발명의 화합물을 발광층의 발광 호스트 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계 발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하, "2-TNATA")막을 진공증착하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성한 후, 정공주입층 위에 정공수송 화합물로서 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (이하, "NPD") 막을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 호스트로서는 상기 본 발명 화합물 P 1-9를 사용하였으며, 도판트 물질로 bis-(1-phenylisoquinoline)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, "(piq)2Ir(acac)")를 95:5 중량비로 도핑하여 30nm 두께로 발광층을 증착하였다. 이어서 정공저지층으로 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminu (이하, "BAlq")을 10 nm 두께로 진공증착하고, 전자수송층으로 tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum (이하, "Alq3")을 40 nm 두께로 성막하였다. 이후, 전자주입층으로 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극으로 사용함으로서 유기전계발광소자를 제조하였다.
[
실시예
2] 내지 [
실시예
37]
적색유기전기발광소자
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 실시예 1에 따른 화합물 P 1-9 대신 하기 표 4에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[
비교예
1] 내지 [
비교예
3]
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 실시예 1에 따른 화합물 P 1-9 대신 하기 표 4에 기재된 비교화합물 1 내지 비교화합물 3 중 하나를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
<비교화합물 1> <비교화합물 2> <비교화합물 3>
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 37, 비교예 1 내지 비교예 3에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 2500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 4와 같다.
[표 4]
상기 표 4의 측정 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물을 발광층의 인광 적색 호스트 재료로 사용한 소자가 비교화합물 1 내지 비교화합물 3 보다 발광 효율과 수명이 현저히 개선된 것을 확인하였다.
6환 고리화합물 내 헤테로 원자를 비교해보면, 오각고리에 핵심 원소가 동일하게 N이 포함된 비교화합물 2보다 오각고리 하나에 핵심 원소가 N이 포함되고, 나머지 오각고리 하나에 핵심원소가 S, O, C(Ra)(Rb) 중 하나가 포함되는 이형원자 타입인 본 발명 화합물이 더 높은 효율 및 높은 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
일반적으로 분자가 적층될 때, 인접한 π-전자가 많아짐에 따라 강한 전기적 상호작용을 갖게 되는데, 이는 전하 캐리어 이동도와 밀접한 연관이 있다.
N-N type의 6환 헤테로고리화합물인 비교화합물 2는 분자가 적층될 때, N-N type으로 동형의 헤테로고리 코어이기 때문에 분자간의 배열순서가 edge-to-face 형태를 갖게 되고, 이는 낮은 전하 캐리어 이동도 및 낮은 산화 안정성을 야기하는 것으로 판단된다.
본 발명 화합물의 경우는 고리화합물 내 헤테로원자가 서로 다른 이형 헤테로고리 코어를 갖기 때문에 분자의 패킹구조가 역방향으로 마주보는 파이-적층구조(antiparallelcofacial π-stacking structure)를 갖는다. 이는 분자간의 배열 순서를 face-to-face 형태로 만들며, 이 적층구조의 원인인 비대칭으로 배치된 헤테로원자 N의 Ar1의 입체효과로 인하여 현저히 높은 캐리어 이동도를 야기하여 높은 효율을 갖는 것으로 판단되며, 높은 산화안정성을 가지기 때문에 수명이 현저히 증가 되는 것으로 판단된다.
또한, 비교화합물 3과 같이 오각고리에 축합된 고리가 Sp3 탄소를 포함하는 경우는 본 발명의 화합물보다 낮은 패킹 밀도(Packing density)를 가짐과 동시에 낮은 열적 안정성을 나타내어 전계 발광시에 유기층 중, 유기층 사이 내지는, 유기층과 금속전극간에 발생하는 주울열(Joule's heat)에 대한 내열성 및 고온 환경 하에서의 내성이 감소되는 것을 확인할 수 있다.
반면에 코어에 페난트렌이 도입된 본 발명 화합물은 높은 패킹 밀도를 가져 비교적 낮은 구동 전압과 소자 구동시 발생하는 주울열(Joule's heat)이 감소하여 높은 열적 안정성으로 비교화합물 3보다 수명이 현저히 증가되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 화합물 중 벤조티에노피리미딘(benzothienopyrimidine), 벤조퓨로피리미딘(benzofuropyrimidine), 벤조퀴나졸린(benzoquinazoline)과 같은 특정 치환기를 도입한 경우는 정공과 전자를 모두 수용하기에 적절한 구조형태를 보임과 동시에 호스트에서 도판트로의 전하 이동이 용이하도록 적절한 T1 값을 가져, 결과적으로 발광 효율 및 수명에서 가장 우수한 소자 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
[
실시예
38]
녹색유기전기발광소자
(인광호스트)
본 발명의 화합물을 발광층의 발광 호스트 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계 발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA 막을 진공증착하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성한 후, 정공주입층 위에 정공수송 화합물로서 NPD 막을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 호스트로서는 상기 본 발명 화합물 P 1-62를 사용하였으며, 도판트 물질로 tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3")를 95:5 중량비로 도핑하여 30nm 두께로 발광층을 증착하였다. 이어서 정공저지층으로 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하고, 전자수송층으로 Alq3을 40 nm 두께로 성막하였다. 이후, 전자주입층으로 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극으로 사용함으로서 유기전계발광소자를 제조하였다.
[
실시예
39] 내지 [
실시예
57]
녹색유기전기발광소자
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 실시예 38에 따른 화합물 P 1-62 대신 하기 표 5에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 38과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[
비교예
4] 내지 [
비교예
6]
발광층의 호스트 물질로 본 발명의 실시예 38에 따른 화합물 P 1-62 대신 하기 표 5에 기재된 비교화합물 1, 비교화합물 5 및 비교화합물 6 중 하나를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 38과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
<비교화합물 5> <비교화합물 6>
본 발명의 실시예 38 내지 실시예 57 및 비교예 4 내지 비교예 6에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 5와 같다.
[표 5]
상기 표 5의 측정 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물을 발광층의 인광 녹색 호스트 재료로 사용한 소자가 비교화합물 1, 비교화합물 5 및 비교화합물 6보다 발광 효율과 수명이 현저히 개선된 것을 확인하였다. 이는 고리화합물 내 헤테로원자가 서로 다른 이형 헤테로고리 코어를 가지는 형태 및 높은 열적 안정성을 가지는 구조가 적색 유기전기발광소자의 발광층(호스트로 사용)뿐만 아니라 녹색 유기전기발광소자의 발광층(호스트로 사용)에서도 소자의 성능 향상의 주요인자로 작용하는 것을 확인 할 수 있다.
발광층 내에 호스트 재료로 사용한 본 발명 화합물은 높은 산화 안정성 및 높은 전하 캐리어 이동도와 함께, 호스트에서 도판트로의 전하 이동이 원활해 질 수 있도록 가장 적절한 T1 값 및 에너지 밴드갭을 가지며, 이에 따라 소자 측정 시에 현저히 높은 발광 효율과 높은 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 인광호스트의 경우 정공수송층 및 도펀트와의 상호관계를 파악해야 하는 바, 유사한 코어를 사용하더라도 본 발명의 화합물이 인광호스트에서 나타내는 우수한 전기적 특성을 유추하기는 매우 어려울 것이다.
[
실시예
58]
녹색유기전기발광소자
(
정공수송층
)
본 발명의 화합물을 정공수송층 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계 발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA 막을 진공증착하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 본 발명의 화합물 P 2-1을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 호스트로서는 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, "CBP")을 사용하였으며, 도판트 물질로 tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3")를 90:10 중량비로 도핑하여 30nm 두께로 발광층을 증착하였다. 이어서 정공저지층으로 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하고, 전자수송층으로 Alq3을 40 nm 두께로 성막하였다. 이후, 전자주입층으로 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하고, 이어서 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극으로 사용함으로서 유기전계발광소자를 제조하였다.
[
실시예
59] 내지 [
실시예
80]
녹색유기전기발광소자
정공수송층 물질로 본 발명의 실시예 58에 따른 화합물 P 2-1 대신 하기 표 6에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 58과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[
비교예
7]
정공수송층 물질로 본 발명의 실시예 58에 따른 화합물 P 2-1 대신 하기 비교화합물 7을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 58과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
<비교화합물 7>
본 발명의 실시예 58 내지 실시예 80 및 비교예 7에 의해 제조된 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 6과 같다.
[표 6]
상기 표 6의 측정 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물을 정공수송층 재료로 사용한 소자가 비교화합물 7 보다 발광 효율과 수명이 현저히 개선된 것을 확인하였다.
이와 같은 결과는, 본 발명 화합물의 고유 특성인 깊은 HOMO 에너지 레벨과 높은 T1 값을 갖기 때문에, 전자를 저지(blocking)하는 능력을 향상시킴과 동시에 정공이 발광층으로 원활하게 수송되어 결과적으로 엑시톤이 발광층 내에 더욱 쉽게 생성되면서 효율이 향상되는 것으로 판단된다. 또한, 높은 열적 안정성을 가져 수명이 늘어나는 것을 확인할 수 있다.
앞에서 설명한 특성인 깊은 HOMO 에너지 레벨, 높은 T1 값, 높은 열적 안정성 등을 종합해 보면, 본 발명 화합물과 같은 6환 헤테로고리에 아민기(-La-N(Rc)(Rd))를 도입함에 따라 밴드 갭, 전기적 특성, 계면 특성 등이 크게 변화될 수 있다는 것을 보여주며 이는 소자의 성능향상에 주요 인자로 작용한다는 것을 확인할 수 있다. 또한 정공수송층의 경우에는 발광층(호스트)과의 상호관계를 파악해야 하는바, 유사한 코어를 사용하더라도 본 발명 화합물이 사용된 정공수송층에서 나타내는 특징을 유추하는 것은 통상의 기술자라 하더라도 매우 어려울 것이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 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 아나라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은 2016년 02월 05일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2016-0014720호에 대해 미국 특허법 119조 내지 121조, 365조 (35 U.S.C §19조 내지 §121조, §365조)에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.
Claims (13)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:<화학식 1>
상기 화학식 1에서,A환은 C6의 방향족 고리이며,X는 S, O 또는 C(Ra)(Rb)이고,Ar1은 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; -La-N(Rc)(Rd); C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며,R1 내지 R3은 서로 독립적으로 중수소; 삼중수소; 할로겐; 시아노기; 나이트로기; C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; -La-N(Rc)(Rd); C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,m은 0 내지 4의 정수이고, m이 2 이상의 정수인 경우, R1은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,n은 0 내지 1의 정수이며,o는 0 내지 5의 정수이며, o가 2 이상의 정수인 경우, R3는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,Ra 내지 Rd는 서로 독립적으로 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되고, Ra와 Rb는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며, Rc와 Rd도 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,L1 및 La는 서로 독립적으로 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; 및 C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며, L1 및 La는 각각 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; -N(Re)(Rf); 및 C8-C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 여기서 Re 및 Rf는 서로 독립적으로, C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; 및 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기;로 이루어진 군에서 선택되고,상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기 각각은 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 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; 및 C8-C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환될 수 있다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 2> <화학식 3> <화학식 4> <화학식 5>
상기 화학식 2 내지 5에서,X, R1 내지 R3, L1, Ar1, m, n 및 o는 제1항에서 정의된 것과 동일하다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1의 Ar1은 하기 화학식 A-1 또는 A-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 A-1> <화학식 A-2>
상기 Z 환은 C6-C60의 단일환 또는 다환의 방향족고리; 또는 O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기이며,상기 화학식 A-1에서, Q1 내지 Q4는 서로 독립적으로 N, C(Rg) 또는 C이고, 다만, L1과 결합하는 경우에는 C이며,상기 화학식 A-2에서, Q5 내지 Q9은 서로 독립적으로 N, 또는 C(Rg)이며,상기 Rg 는 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 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; 및 C8-C20의 아릴알켄일기로 이루어진 군에서 선택된다. - 제 3항에 있어서,상기 화학식 A-1의 Z 환은 하기 화학식 Z-1 내지 Z-15 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
상기 화학식 Z-1 내지 Z-15에서, 표시(*)는 상기 화학식 A-1의 Q1 내지 Q4를 포함하는 고리와 결합하여 융합고리를 형성하는 결합 부분이며,W1 및 W2는 서로 독립적으로 단일결합, N-L2-Ar2, S, O, 또는 C(Rh)(Ri)이고,V는 서로 독립적으로, N 또는 C(Rg) 이며, 여기서 Rg는 제 3항에서 정의된 것과 동일하며,L2는 단일결합; C6-C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기;로 이루어진 군에서 선택되며,Ar2, Rh 및 Ri는 C6-C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C60의 헤테로고리기; C3-C60의 지방족고리와 C6-C60의 방향족고리의 융합고리기; C1-C50의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C1-C30의 알콕실기; 및 C6-C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며, Rh 와 Ri는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. - 제 3항에 있어서,상기 화학식 A-1에서 Q1 내지 Q4 중 적어도 하나가 N(질소)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물.
- 제 1항에 있어서,상기 화학식 1은 하기 화학식 6으로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 6>
상기 화학식 6에서, A 환, X, R1 내지 R3, Rc, Rd, L1, La, Ar1, m, n, o는 제1항에서 정의된 것과 동일하며,p은 0 내지 4의 정수이며, m+p≤4이고, p가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 La-N(Rc)(Rd)는 서로 동일하거나 상이하며,q은 0 또는 1의 정수이며, n+q≤1이고,r는 0 내지 5의 정수이며, o+r≤5이며, r이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 La-N(Rc)(Rd)는 서로 동일하거나 상이하다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
.
- 제 1전극; 제 2전극; 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 형성된 유기물층;을 포함하는 유기전기소자에 있어서,상기 유기물층은 제 1항의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 8항에 있어서,상기 화합물은 상기 유기물층의 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층 및 발광층 중 적어도 하나의 층에 1종 단독 화합물 또는 2종 이상의 혼합물로 함유되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 9항에 있어서,상기 화합물은 상기 발광층의 인광호스트 물질로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 8항에 있어서,상기 유기물층은 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정 또는 롤투롤 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 8항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
- 제 12항에 있어서,상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치.
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