WO2018016724A1 - 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 Download PDF

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장기포
신창주
유은선
이병관
정성현
정수영
정호국
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Definitions

  • a compound for organic optoelectronic devices a composition for organic optoelectronic devices, an organic optoelectronic device, and a display device.
  • Organic optoelectronic diodes is a device capable of mutually returning 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 an exciton formed by light energy is separated into electrons and holes, and each of the electrons and holes is transferred to another electrode to generate electrical energy.
  • It is a light emitting device that generates light energy from electrical energy.
  • organic optoelectronic devices include organic photoelectric devices, organic light emitting devices, organic solar electrons, and organic photo conductor drums.
  • the organic light emitting device converts electrical energy into light by applying an electric current to the organic light emitting material.
  • the organic light emitting device has a structure in which an organic layer is inserted between an anode and a cathode.
  • the organic layer may include a light emitting layer and an optional auxiliary layer.
  • the auxiliary layer may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer to increase the efficiency and stability of the organic light emitting diode. And at least one layer selected from layers and hole blocking layers.
  • the performance of the organic light emitting device is greatly influenced by the characteristics of the organic layer, and in particular, is affected by the organic material included in the organic layer.
  • the organic material included in the organic layer In particular, in order for the organic light emitting diode to be applied to a large flat panel display, it is necessary to develop an organic material capable of increasing the mobility of holes and electrons and increasing electrochemical stability.
  • One embodiment provides a compound for an organic optoelectronic device capable of implementing high efficiency and long life organic optoelectronic devices.
  • Another embodiment provides an organic optoelectronic device composition comprising the compound for an organic optoelectronic device.
  • Yet another embodiment provides an organic optoelectronic device including the compound.
  • Another embodiment provides a display device including the organic optoelectronic device.
  • a compound for an organic optoelectronic device represented by Chemical Formula 1 is provided.
  • X 1 to X 3 are each independently N or CR a At least one of X 1 to X 3 is N,
  • Y is 0 or S
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group
  • R a , and R 1 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
  • L 1 and L 2 are, each independently, a single bond, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,
  • a and b are each independently an integer of 1-3.
  • an anode and a cathode facing each other, and at least one layer of the organic layer positioned between the anode and the cathode, the organic layer is a compound for an organic optoelectronic device, or a composition for an organic optoelectronic device It provides an organic optoelectronic device comprising a.
  • a display device including the organic optoelectronic device is provided.
  • FIG. 1 and 2 are cross-sectional views illustrating an organic light emitting diode according to an embodiment.
  • organic layer 110 cathode
  • substituted at least one hydrogen of the substituent or compound is deuterium, halogen, hydroxyl group, amino group, substituted or unsubstituted C1 to C30 amine group, nitro group, Substituted or unsubstituted C1 to C40 silyl group, C1 to C30 alkyl group, C1 to C10 alkylsilyl group, C6 to C30 arylsilyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C30 heterocycloalkyl group, C6 to C30 aryl group, C2 To C30 heteroaryl group, C1 to C20 alkoxy group, fluoro group, C1 to C10 trifluoroalkyl group, cyano group,
  • substituted means that at least one hydrogen of the substituent or compound increase is deuterium, C1 to C30 alkyl group, C1 to C10 alkylsilyl group, C6 to C30 arylsilyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to It means substituted with C30 heterocycloalkyl group, C6 to C30 aryl group, C2 to C30 heteroaryl group.
  • substituted means that at least one hydrogen of the substituent or the compound to be substituted with deuterium, C1 to C20 alkyl group, C6 to C30 aryl group, or C2 to C30 heteroaryl group.
  • the "substituted” means that at least one hydrogen is deuterium, C1 to C20 alkyl group, C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted quinolinyl group, substituted Or an unsubstituted isoquinolinyl group, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, or a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group.
  • hetero means one to three heteroatoms selected from the group consisting of N, 0, S, P, and Si in one functional group, and the remainder is carbon unless otherwise defined.
  • an "alkyl group” means an aliphatic hydrocarbon group.
  • the alkyl group may be a "saturated alkyl group” that does not contain any double or triple bonds.
  • the alkyl group may be an alkyl group of C1 to C30. More specifically, the alkyl group may be a C1 to C20 alkyl group or a C1 to C10 alkyl group. For example, a C1 to C4 alkyl group has 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain. It means to be included, it is selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, nucleosil group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group and cyclonucleus It means a practical skill.
  • an "aryl group” refers to a group of groups having at least one hydrocarbon aromatic moiety, wherein all elements of the hydrocarbon aromatic moiety have a P-orbital, and these P-orbitals are conjugated.
  • Form such as a phenyl group, naphthyl group, and the like, two or more hydrocarbon aromatic moieties are connected via a sigma bond, such as biphenyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, etc., two or more hydrocarbon aromatic moieties
  • a fluorenyl group may be mentioned.
  • Aryl groups include monocyclic, polycyclic or fused ring polycyclic (ie, rings that divide adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.
  • a heterocyclic group is a higher concept including a heteroaryl group, and N, 0, instead of carbon (C) in a ring compound such as an aryl group, a cycloalkyl group, a fused ring thereof, or a combination thereof. It means containing at least one hetero atom selected from the group consisting of S, P and Si.
  • the heterocyclic group may include one or more heteroatoms for each or each ring.
  • a heteroaryl group refers to an aryl group containing at least one hetero atom selected from the group consisting of N, 0, S, P, and Si.
  • Two or more heteroaryl groups include a sigma bond.
  • the heteroaryl group includes two or more rings, two or more rings may be fused to each other
  • each ring may include 1 to 3 heteroatoms. can do.
  • heterocyclic group examples include pyridinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, pyridazinyl, triazinyl, quinolinyl, and isoquinolinyl. It may include.
  • a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group and / or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthra Cenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, substituted or unsubstituted naphthacenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted P-terphenyl group, substituted or unsubstituted Substituted m-terphenyl group, substituted or unsubstituted 0-terphenyl group, substituted or unsubstituted chrysenyl group, substituted or unsubstituted trip
  • a single bond means a bond that is directly connected without passing through carbon or a heteroatom other than carbon.
  • L means that a single bond means that a substituent connected to L is directly connected to a central core. it means. That is, in the present specification, a single bond does not mean methylene or the like via carbon.
  • the hole characteristic refers to a characteristic capable of forming holes by donating electrons when an electric field is applied, and injecting holes formed at the anode into a light emitting layer having conductive properties along the HOMO level, and emitting layer. It refers to a property that facilitates the movement of the hole formed in the anode and movement in the light emitting layer.
  • the electron characteristic refers to a characteristic in which electrons can be received when an electric field is applied, and has conductivity characteristics along the LUMO level, injecting electrons formed 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.
  • a compound for an organic optoelectronic device according to one embodiment is described.
  • the compound for an organic optoelectronic device according to one embodiment is represented by the following formula (1).
  • X 1 to X 3 are each independently N or CR a
  • Y is 0 or S Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
  • R a , and R 1 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
  • L 1 and L 2 are each independently a single bond, or a substituted or unsubstituted group.
  • a and b are each independently an integer of 1-3.
  • the compound for an organic optoelectronic device represented by 1 comprises a carbazole substituted with a carbazole group, and a heterocyclic group containing at least one and nitrogen is selected from 3 of dibenzofuran or dibenzothiophene. It includes a structure that is bonded at position 1 as the basic skeleton.
  • the nitrogen-containing heterocyclic group is directly linked to dibenzofuran or dibenzothiophene without a linking group, so that the nitrogen-containing heterocyclic group and dibenzofuran are located at position 3 or dibenzofuran.
  • Position 3 of the thiophene is combined to extend the orbit of LUMO on the structure, it can be a structure that is easy to receive electrons when the electric field is applied. Accordingly, the driving voltage of the organic optoelectronic device to which the compound for organic optoelectronic devices is applied may be lowered.
  • the compound for an organic optoelectronic device includes a nitrogen-containing heterocycle linked to the 3-position of dibenzofuran or dibenzothiophene having a large triplet energy and being electrochemically stable, and by including carbazole ,
  • the organic optoelectronics to which the organic compound is applied because both the electron withdrawing group (EWG) and the electron donating group (EDG) have both the bipolar properties of the molecule and the bonding force between the holes and the electrons is high.
  • EWG electron withdrawing group
  • EDG electron donating group
  • it can be applied to the hole transport layer and the hole injection layer.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention when using the compound represented by the formula (1) of the present invention as a material of the hole injection layer, hole transport layer or light emitting layer of the organic light emitting device, The efficiency and lifespan of the organic light emitting device can be improved.
  • At least two of X 1 to X 3 is N, and preferably, all of X 1 to X 3 are N.
  • Compound for an organic optoelectronic device may be represented by the formula 1-1 to formula 1-3:
  • X 1 to X 3 are each independently N or CR a ,
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group
  • Y is 0 or S
  • R a , and R 1 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
  • L 1 and L 2 are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted C6 to C18 arylene group
  • a and b are each independently an integer of 1-3.
  • X 1 to X 3 of Formulas 1 to 1 to 1-3 are all
  • X 1 and X 3 of Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 2 may be CH.
  • X 1 and X 2 of Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 3 may be CH.
  • X 2 and X 3 in Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 1 may be CH.
  • X 1 of Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 2 and X 3 may be CH. In one example, X 2 of Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 1 and X 3 may be CH.
  • X 3 of Formulas 1-1 to 1-3 may be N, and X 1 and X 2 may be CH.
  • Ar 1 of Formula 1-1 to Formula 1-3 may be a phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, triphenyl group or fluorenyl group.
  • L 1 and L 2 of Formula 1-1 to Formula 1-3 may be a single bond.
  • L 1 of Formulas 1-1 to 1-3 may be a single bond
  • L 2 may be a phenylene group
  • L 2 may be a single bond
  • L 1 may be a phenylene group
  • L 1 and L 2 of Formulas 1-1 to 1-3 may be phenylene groups.
  • the electron cloud of the LUMO is positioned on one plane. Since the expansion effect can be maximized, an optimum effect can be obtained in terms of driving reduction and life extension when the compound is applied to the organic light emitting diode. If a nitrogen-containing heterocyclic group and dibenzofuran or dibenzothiophene is connected to a position other than No.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group.
  • substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group in the formula (1) for example, substituted or unsubstituted phenyl group, substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted or unsubstituted anthracenyl group, 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, A substituted or unsubstituted chrysenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted perylenyl group, and a substituted or unsubstituted fluorenyl group, and the like, and the like, and
  • Ar 1 in the formula (1) is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl ring, preferably a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, more preferably, a substituted or unsubstituted C6 to C12 It is preferable that it is an aryl group.
  • Ar 1 is substituted or unsubstituted phenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted naphthyl group, substituted ' or unsubstituted P-terphenyl group, substituted or unsubstituted M-terphenyl group, substituted or unsubstituted 0-terphenyl group, substituted or unsubstituted anthracenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, or substituted or unsubstituted It may be a fluorenyl group, for example, a phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, terphenyl group.
  • Ar 1 may be a phenyl group, P ⁇ biphenyl group, m-biphenyl group, P- terphenylene group, m- terphenylene group, 0—terphenylene group, but not limited thereto It doesn't happen.
  • substitution in the substituted aryl group of Ar 1 means that at least one hydrogen is substituted with deuterium, a C1 to C20 alkyl group, or a C6 to C30 aryl group.
  • substitution means at least one hydrogen, deuterium, C1 to C10 alkyl group, or C6 to C18 aryl group, for example, at least one hydrogen, deuterium, C1 to C4 alkyl group, or C6 to Mean substituted by C12 aryl group.
  • L 1 and L 2 in Formula 1 are each independently a linking group, each independently a single bond or a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, preferably, a single bond or a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl It is preferable that it is a len group.
  • the linking groups L 1 and L 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted group Biphenylene group, substituted or unsubstituted naphthylene group, substituted or unsubstituted
  • It may be a 0-terphenylene group, a substituted or unsubstituted anthracenylene group, a substituted or unsubstituted phenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted triphenylenylene group, or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • L 1 and L 2 may be each independently, a single bond, a phenyl group, P-biphenyl group, m-biphenyl group and the like, but is not limited thereto.
  • Ar 1 of Formula 1 is a phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, terphenyl group, or fluorenyl group
  • L 1 and L 2 are each independently, a single bond, a phenyl group or a biphenyl group
  • X 1 to X 3 are each independently N or CR a ,
  • At least one of X 1 to X 3 is N,
  • Y is ⁇ or S
  • nl, n2, m, and k are each independently an integer of 0 to 2
  • R a , and R 1 to R 14 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, or a combination thereof,
  • R 13 and R 14 are connected to adjacent groups to form a monocyclic or polycyclic ring of substituted or unsubstituted aromatic.
  • R 13 and R 14 of the formula I-a) and (1-b are connected to each other adjacent group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a triphenylene group, a fluorenyl group can be a.
  • m of Formula 1-b and Formula 1-d may be 1, k is ⁇ .
  • m of Formula 1-b and Formula 1-d may be 2, k is ⁇ .
  • nl and n2 of Formula 1-a to Formula 1-d are respectively Independently, it may be 0 or 1.
  • R 1 to R 12 in Formula 1 may each independently be hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof, preferably Is a hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, or a combination thereof, more preferably hydrogen, deuterium, substituted or unsubstituted C1 To C4 alkyl group, substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof.
  • R 9 to R 12 in Formula 1 may each independently be hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, or a combination thereof It is preferable that they are hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof.
  • R 9 to R 12 are each independently hydrogen, deuterium, methyl group, ethyl group, propyl group, n—butyl group, sec—.butyl group, tert-butyl group, isobutyl group, phenyl group Or combinations thereof.
  • R 1 to R 4 in Formula 1 may each independently be hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, or a combination thereof It is preferable that they are hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof.
  • R 1 to R 4 may be each independently hydrogen, deuterium, methyl group, phenyl group or a combination thereof.
  • R 5 to R 8 in the formula (1) may be, each independently, hydrogen, deuterium eu substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C18 aryl group, or a combination thereof It is preferable that they are hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a combination thereof.
  • work R 5 to R 8 according to the embodiment may be each independently hydrogen, deuterium, methyl group, phenyl group or a combination thereof.
  • R 1 to R 12 in Formula 1 may be each independently hydrogen.
  • the compound for an organic optoelectronic device represented by Chemical Formula 1 may be selected from, for example, a compound listed in Group 1, but is not limited thereto.
  • the aforementioned compound for organic optoelectronic devices may be applied to organic optoelectronic devices, and may be applied to organic optoelectronic devices alone or in combination with other organic optoelectronic devices.
  • the compound for an organic optoelectronic device described above When used together with another compound for an organic optoelectronic device, it may be applied in the form of a composition.
  • the composition for organic optoelectronic devices including the compound for organic optoelectronic devices described above will be described.
  • composition for an organic optoelectronic device includes the compound for a first organic optoelectronic device described above and a compound for a second organic optoelectronic device represented by Formula 2 below.
  • L 3 and L 4 are each a single bond, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or a combination thereof,
  • Ar 2 and Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof
  • R 21 to R 26 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a Combination,
  • Substituted means that at least one hydrogen is substituted with deuterium, C1 to C4 alkyl group, C6 to C18 aryl group, or C2 to C30 heteroaryl group.
  • L 2 and L 3 of Formula 2 may each independently be a single bond, or a substituted or unsubstituted C6 to C18 arylene group.
  • Ar 2 and Ar 3 of Formula 2 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted Naphthyl group, substituted or unsubstituted anthracenyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted quinazolyl group, substituted or Unsubstituted isoquinazolyl, substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, substituted or unsubstituted triazineyl group, substituted or unsubstituted quin
  • Ar 2 and Ar 3 of Formula 2 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted ' biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted Substituted naphthyl group, substituted or unsubstituted anthracenyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted quinazolyl group, substituted or unsubstituted isoquinazolyl group , Substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, substituted or unsubstituted quinolinyl group, substituted or unsubstituted isoquinolinyl group
  • Ar 2 and Ar 3 of Formula 2 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted Naphthyl group, substituted or unsubstituted anthracenyl group, substituted or unsubstituted triphenylenyl group, substituted or Unsubstituted fluorenyl group, or a combination thereof.
  • R 21 to R 26 of Formula 2 may each independently represent hydrogen, deuterium, or a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, for example, R 21 to R 26 of Formula 2 may each be Independently hydrogen or deuterium.
  • 1 in Formula 2 may be 0 or 1, for example, 1 may be 0.
  • the * -L 3 -Ar 2 and * -L 4 -Ar 3 is one of the substituents listed in the following group ⁇
  • Formula 2 is one of the structures listed in Group I Is a compound to which the substituents listed in group ⁇ are bound.
  • the compound for the second organic optoelectronic device represented by Formula 2 may be selected from, for example, the compounds listed in Group 2 below.
  • the above-mentioned first host compound and the crab 2 host compound can prepare various compositions by various combinations.
  • composition according to one embodiment of the present invention comprising a compound represented by Formula 1-1 or Formula 1-2 as a first host, L 2 and L 3 is a single bond, each independently, A substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group; Ar 2 and Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; R 21 to R 26 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group; 1 may include a compound of 0 as the system 2 host.
  • composition according to an embodiment of the present invention includes the compound represented by Chemical Formula 1-1, or Chemical Formula 1-2 as a first host, and the chemical formula of Group 2
  • the compound represented by any one of E-31, E-99, E-129, and E-140 may be included as a dozen hosts.
  • the second organic optoelectronic device compound may be used in the light emitting layer together with the first organic optoelectronic device compound to improve light emission efficiency and lifespan by increasing charge mobility and stability.
  • the ratio of the compound for the system 2 organic optoelectronic device and the compound for the first organic optoelectronic device it is possible to control the mobility of the charge.
  • the compound for the system 1 organic optoelectronic device and the compound for the second organic optoelectronic device may be included in the range of 3: 7.
  • the compound for the first organic optoelectronic device and the compound for the second organic optoelectronic device may be a weight ratio of 1: 1 to 1: 4, the weight ratio of 1: 1 to 1: 3, the weight ratio of 1: 1 to 4: 6 Can be.
  • the composition may further include one or more organic compounds in addition to the compound for the first organic optoelectronic device and the compound for the second organic optoelectronic device.
  • the compound for an organic optoelectronic device may further include a dopant.
  • the dopant may be a red, green or blue dopant.
  • the dopant is a small amount of mixed material to generate light, and a material such as a metal complex that emits light by multiple excitation which excites above a triplet state 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.
  • An example of the dopant may be a phosphorescent dopant, and an example of the phosphorescent dopant may be Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, or a combination thereof.
  • the organometallic compound containing a combination is mentioned.
  • the phosphorescent dopant may be, for example, a compound represented by Chemical Formula Z, but is not limited thereto.
  • M is a metal
  • L and X are the same or different from each other, and are ligands that form a complex with M.
  • M may be, for example, Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, or a combination thereof, and b and X are examples.
  • b and X are examples.
  • it may be a bidentate ligand.
  • An organic optoelectronic device includes an anode and a cathode facing each other, and at least one organic layer positioned between the anode and the cathode, the organic layer is a compound for an organic optoelectronic device, or an organic optoelectronic It may include a composition for the device.
  • the organic layer may include a light emitting layer
  • the light emitting layer may include a compound for an organic optoelectronic device or a composition for an organic optoelectronic device.
  • the compound for an organic optoelectronic device, or a composition for an organic optoelectronic device may be included as a host of the light emitting layer, for example, a green host.
  • the organic layer may include at least one auxiliary layer selected from a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, a tank injection layer, and a hole blocking layer, and the auxiliary layer may be a compound for the organic optoelectronic device. Or may include a composition for an organic optoelectronic device.
  • the auxiliary layer may further include an electron transport auxiliary layer adjacent to the emission layer, and the electron transport auxiliary layer may include the compound for an organic optoelectronic device, or a composition for an organic optoelectronic device.
  • the compound for an organic optoelectronic device included in the electron transport auxiliary layer may be represented by Formula 1-1, Formula 1-a, or Formula 1-c.
  • the organic optoelectronic device is not particularly limited as long as the device can switch electrical energy and light energy, and examples thereof include an organic photoelectric device, an organic light emitting device, an organic solar cell, and an organic photosensitive drum.
  • FIG. 1 and 2 are cross-sectional views illustrating an organic light emitting diode according to an embodiment.
  • an organic light emitting diode 100 includes an anode 120 and a cathode 110 facing each other, and an organic layer 105 positioned between the anode 120 and the cathode 110. Include.
  • the anode 120 may be made of a high work function conductor, for example, to facilitate hole injection, and may be made of metal, metal oxide, and / or conductive polymer, for example.
  • the anode 120 is, for example, a metal such as nickel, platinum, vanadium, chromium, copper, zinc, gold or an alloy thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide ( ⁇ ) and 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: PEDT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto. It is not.
  • the cathode 110 may be made of a low work function conductor, for example, to facilitate electron injection, and may be made of metal, metal oxide and / or conductive polymer, for example.
  • the cathode 110 may be made of, for example, a metal such as magnesium, kale, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, lead, sesame, barium, or an alloy thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al, Li0 2 / Al, LiF / Ca, LiF / Al, and BaFVCa, but are not limited thereto.
  • the organic layer 105 includes a light emitting layer 130 including the compound for an organic optoelectronic device or a composition for an organic optoelectronic device.
  • the organic light emitting diode 200 further includes a hole auxiliary layer 140 in addition to the light emitting layer 130.
  • the hole auxiliary layer 140 may further increase hole injection and / or hole mobility between the anode 120 and the light emitting layer 130 and block electrons.
  • the hole auxiliary layer 140 may be, for example, a hole transport layer, a hole injection layer, and / or an electron blocking layer, and may include at least one layer.
  • the organic layer 105 of FIG. 1 or 2 may further include an electron injection layer, an electron transport layer, an electron transport auxiliary layer, a hole transport layer, a hole transport auxiliary layer, a hole injection layer, or a combination thereof. have.
  • the organic light emitting diodes 100 and 200 may include a dry film method such as an anode or a cathode formed on a substrate, followed by evaporation, sputtering, plasma plating, and ion plating; Alternatively, the organic layer may be formed by a wet film method such as spin coating, dipping, flow coating, or the like, followed by forming a cathode or an anode thereon.
  • a dry film method such as an anode or a cathode formed on a substrate, followed by evaporation, sputtering, plasma plating, and ion plating
  • the organic layer may be formed by a wet film method such as spin coating, dipping, flow coating, or the like, followed by forming a cathode or an anode thereon.
  • the organic light emitting diode described above may be applied to an organic light emitting display device.
  • Comparative Compound 1 Comparative Compound 1 was synthesized using the same method as the synthesis method of Compound [1].
  • An organic light emitting diode was manufactured using the compound [1] obtained in Synthesis Example 1 as a host and Ir (PPy) 3 as a dopant.
  • ITO was used as the anode at a thickness of 1000 A
  • aluminum (A1) was used as the cathode at a thickness of 1,000 A.
  • the manufacturing method of the organic light emitting device is described, the anode is cut into ⁇ glass substrate having a sheet resistance value of 15 ⁇ / ⁇ to a size of 50mm X 50 mm X 0.7 mm in acetone, isopropyl alcohol and pure water After each ultrasonic cleaning for 15 minutes, UV ozone cleaning for 30 minutes was used.
  • N4, N4'-di (naphthalen-1 -yl) -N4, N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (NPB) (80 nm) was deposited to form a hole transport layer of 800 A.
  • a light emitting layer having a thickness of 300 A was formed using compound [1] obtained in Synthesis Example 1 under the same vacuum deposition conditions.
  • Ir (PPy) 3 which is a phosphorescent dopant, was simultaneously deposited.
  • the compounding amount of the phosphorescent dopant is 7% by weight. Deposited as possible.
  • Bis (2-methyl-8-quinolinolate) -4- (phenylphenolato) aluminum (BAlq) was deposited to form a hole blocking layer having a thickness of 50 A.
  • Alq3 was deposited under the same vacuum deposition conditions to form an electron transport layer having a thickness of 200 A.
  • An organic light emitting device was manufactured by sequentially depositing LiF and A1 as a cathode on the electron transport layer.
  • the structure of the organic light emitting device is ⁇ / NPB (80 nm) / EML (Compound [1] (93% by weight) + Ir (PPy) 3 (7% by weight; ) , 30 nm) / Balq (5 nm) / Alq3 (20 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm).
  • the specific measuring method is as follows. (1) Measurement of change of current density according to voltage change
  • 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 resulting organic light emitting device was measured using a luminance meter (Minolta Cs-1000A) while increasing the voltage from 0V to 10V to obtain a result.
  • the current efficiency (cd / A) of the same current density (10 mA / cm 2) was calculated using the brightness, current density and voltage measured from (1) and (2) above.
  • the organic light emitting diode according to Examples 1 to 3 has improved driving voltage and luminous efficiency compared to the organic light emitting diode according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
  • C 2 compounds for organic optoelectronic devices E-31, E-99, E-129, and E-140 were synthesized by known methods.
  • the glass substrate coated with ITO (Indium tin oxide) at a thickness of 1,500 A was washed with distilled water ultrasonically. After washing the distilled water, ultrasonic cleaning with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, methanol, and the like was dried and transferred to a plasma cleaner, and then the substrate was cleaned for 10 minutes using an oxygen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
  • Compound ⁇ was vacuum-deposited on the ⁇ substrate using the prepared ⁇ transparent electrode as an anode to form a hole injection layer having a thickness of 700 A, and then deposited Compound B on the injection layer with a thickness of 50 A, and then Compound C was 1,020 A.
  • compound D and Liq are simultaneously vacuum deposited on the light emitting layer at a ratio of 1 to 1 to form an electron transport layer having a thickness of 300 A, and Liq 15 A and A1 1,200 A are sequentially vacuum deposited on the electron transport layer to form a cathode.
  • an organic light emitting device was manufactured.
  • the organic light emitting device has a structure having five organic thin film layers, specifically as follows.
  • Compound B 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN),
  • the specific measuring method is as follows.
  • the current value flowing through the unit device was measured 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 current efficiency (cd / A) of the same current density (10 mA / cm 2 ) was calculated using the luminance, current density and voltage measured from (1) and (2).
  • Example 4 Compound [1] E-31 1: 1 4.82 59.4 74
  • Example 5 Compound [1] E-31 4: 6 4.93 63.3 83
  • Example 6 Compound [1] E-99 1: 1 4.95 63.2 88
  • Example 7 Compound [40] E-140 1: 1 4.84 56.7 58
  • Example 8 Compound [2] E-31 1: 1 4.83 59.2 93
  • Example 9 Compound [2] E-99 1: 1 4.63 58.7 105
  • Example 10 Compound [2] E-99 4: 6 4.82 65.5 127
  • Example 11 Compound [2] E ′ 140 1: 1 4.60 58.1 94
  • Example 12 Compound [2] E-140 4: 6 4.90 65.7
  • Example 13 Compound [41] ] E-129 5: 5 4.78 57.4 60
  • Example 14 Compound [41] E-99 1: 1 5.02 61.1 73 Comparative Example 3 CBP--7.5 33.0 1 Comparative Example 4-
  • the compound according to Examples 4 to 14 includes a nitrogen-containing heterocyclic group and a substituent directly connected to the 3 position of dibenzofuran or dibenzothiophene without a linking group, thereby extending the LUMO electron cloud to apply an electric field. Since the structure is easy to receive electrons, the driving voltage is lowered.
  • Comparative Examples 3 and 5 using only the CBP compound as the first host compound, and Comparative Examples 4 and 5 using only the second host compound have a high driving voltage and significantly lower light emission than the organic light emitting diode according to the exemplary embodiment of the present invention. Efficiency and lifetime.
  • Comparative Compound 1 without dibenzofuran or dibenzothiophene directly substituted with a nitrogen-containing heterocyclic group Compared with Comparative Example 6 used as the first host, it can be seen that the organic light emitting device according to Examples 4 to 14 has an effect of increasing the lifetime by at least 4 times.

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Abstract

화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 이를 적용한 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다. 상기 화학식 1에 대한 상세 내용은 명세서에서 정의한 바와 같다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
유기 광전자 소자용 화합물， 유기 광전자 소자용 조성물， 유기 광전자 소자 및 표시 장치
【기술분야】
유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물， 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
유기 광전자 소자 (organic optoelectronic diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 잔환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 광 에너지에 의해 형성된 액시톤 (exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 상기 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되면서 전기 에너지를 발생하는 광전 소자이고， 다른 하나는 전극에 전압 또는 전류를 공급하여 전기 에너지로부터 광 에너지를 발생하는 발광 소자이다.
유기 광전자 소자의 예로는 유기 광전 소자， 유기 발광 소자, 유기 태양 전자 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. 여기서 유기 층은 발광층과 선택적으로 보조층을 포함할 수 있으몌， 상기 보조층은 예컨대 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위한 정공 주입 층， 정공 수송 층， 전자 차단 층， 전자 수송 층， 전자 주입 층 및 정공 차단 층에서 선택된 적어도 1층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자의 성능은 상기 유기 층의 특성에 의해 영향을 많이 받으며， 그 중에서도 상기 유기 층에 포함된 유기 재료에 의해 영향을 많이 특히 상기 유기 발광 소자가 대형 평판 표시 장치에 적용되기 위해서는 정공 및 전자의 이동성을 높이는 동시에 전기화학적 안정성을 높일 수 있는 유기 재료의 개발이 필요하다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 광전자 소자용 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
【기술적 해결방법】
일 구현예에 따르면， 하기 화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1 ]
Figure imgf000003_0001
화학식 1에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고 X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Y는 0 또는 S이고，
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고，
Ra, 및 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 또는 이들의 조합이고，
L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고，
a 및 b는 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이다.
또 다른 구현예에 따르면， 서로 마주하는 양극과 음극， 그리고 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
【발명의 효과】
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 단면도이다.
〈부호의 설명〉
100， 200： 유기 발광 소자
105： 유기층 110: 음극
120： 양극 130: 발광층
140： 정공 보조층
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
이하， 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만， 이는 예시로서 제시되는 것으로， 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 본 명세서에서 "치환' '이란 별도의 정의가 없는 한， ,치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 할로겐기， 히드록실기， 아미노기， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기， 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 실릴기， C1 내지 C30 알킬기， C1 내지 C10 알킬실릴기， C6 내지 C30 아릴실릴기， C3 내지 C30 시클로알킬기， C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기， C6 내지 C30 아릴기， C2 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 플루오로기， C1 내지 C10트리플루오로알킬기， 시아노기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 예에서， "치환 "은 치환기 또는 화합물 증의 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C30 알킬기， C1 내지 C10 알킬실릴기， C6 내지 C30 아릴실릴기， C3 내지 C30 시클로알킬기， C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기， C6 내지 C30 아릴기， C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 또한， 본 발명의 구체적인 일 예에서， "치환 "은 치환기 또는 화할물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C20 알킬기， C6 내지 C30 아릴기， 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다. 본 발명의 구체적인 일예에서， 상기 "치환"이란， 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C20 알킬기， C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기， 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기， 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한， 하나의 작용기 내에 N, 0， S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고， 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬 (alkyl)기"이란 별도의 정의가 없는 한， 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬 (saturated alkyl)기 "일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C30인 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1 내지 C20 알킬기 또는 C1 내지 C10 알킬기일 수도 있다. 예를 들어， C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자가 포함되는 것을 의미하며， 메틸， 에틸， 프로필， 이소-프로필, n—부틸， 이소—부틸， sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
상기 알킬기는 구체적인 예를 들어 메틸기， 에틸기， 프로필기， 이소프로필기， 부틸기， 이소부틸기， t-부틸기， 펜틸기， 핵실기， 시클로프로필기， 시클로부틸기， 시클로펜틸기， 시클로핵실기 등을 의미한다.
본 명세서에서 "아릴 (aryl)기"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 총괄하는 개념으로서， 탄화수소 방향족 모이어티의 모든 원소가 P-오비탈을 가지면서， 이들 P-오비탈이 공액 (conjugation)을 형성하고 있는 형태， 예컨대 페닐기， 나프틸기 등을 포함하고， 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 시그마 결합을 통하여 연결된 형태， 예컨대 바이페닐기， 터페닐기， 쿼터페닐기 등을 포함하며, 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리도 포함할 수 있다. 예컨대， 플루오레닐기 등을 들 수 있다.
아릴기는 모노시클릭， 폴리시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭 (즉， 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로고리기 (heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 상위 개념으로서， 아릴기， 시클로알킬기， 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에 탄소 (C) 대신 N, 0， S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우， 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.
일 예로 "헤테로아릴 (heteroaryl)기''는 아릴기 내에 N, 0， S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 2 이상의 헤테로아릴기는 시그마 결합을 통하여 직접 연결되거나， 상기 헤테로아릴기가 2 이상의 고리를 포함할 경우， 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우， 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
상기 헤테로고리기는 구체적인 예를 들어， 피리디닐기， 피리미디닐기， 피라지닐기， 피리다지닐기， 트리아지닐기， 퀴놀리닐기， 이소퀴놀리닐기 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및 /또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는， 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐기， 치환 또는 비치환된 나프타세닐기， 치환 또는 비치환된 피레닐기， 치환 또는 비치환된 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 P-터페닐기， 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 0-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 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 피리딜기， 치환 또는 비치환된 피리미디닐기， 치환 또는 비치환된 피라지닐기， 치환 또는 비치환된 트리아지닐기， 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기， 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기， 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일기， 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 디벤조퓨란일기， 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기， 또는 이들의 조합일 수 있으나， 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서， 단일 결합이란 탄소 또는 탄소 아외의 헤테로 원자를 경유하지 않고 직접 연결되는 결합을 의미하는 것으로， 예컨대， L이 단일 결합이라는 의미는 L과 연결되는 치환기가 중심 코어에 직접 연결되는 것을 의미한다. 즉, 본 명세서에서 단일 결합이란 탄소를 경유하는 메틸렌 등을 의미하는 것이 아니다.
본 명세서에서， 정공 특성이란， 전기장 (electric field)을 가했을 때 전자를 공여하여 정공을 형성할 수 있는 특성을 말하는 것으로， HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입， 발광층에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란， 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로， LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입， 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다. 이하 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다.
[화학식 1 ]
Figure imgf000008_0001
화학식 1에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Y는 0 또는 S이고 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고，
Ra, 및 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 또는 이들의 조합이고，
L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합， 또는 치환 또는 비치환된
C6 내지 C30 아릴렌기이고，
a 및 b는 각각 독립적으로， 1 내지 3의 정수이다.
일 구현예에 따른 상기 화학식 . 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물은 카바졸기가 치환된 카바졸 (carbazole)을 포함하고， 적어도 하나와 질소를 포함하는 헤테로고리기가 디벤조퓨란 (dibenzofuran) 또는 디벤조티오펜 (dibenzothiophen)의 3번 위치에서 결합되는 구조를 기본 골격으로 포함한다.
일 구현예에 따른 질소를 함유한 헤테로고리기는 디벤조퓨란 (dibenzofuran) 또는 디벤조티오펜 (dibenzothiophen)이 연결기 없이 직접 연결됨으로써， 질소를 함유한 헤테로고리기와 디벤조퓨란의 3번 위치 또는 디벤조티오펜의 3번 위치가 결합되어 구조 상에 LUMO의 궤도가 확장되어， 전기장 인가 시 전자를 받기 쉬운 구조가 될 수 있다. 이에 따라 상기 유기 광전자 소자용 화합물을 적용한 유기 광전자 소자의 구동 전압을 낮출 수 있다.
또한， 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물은 삼중항 에너지가 크고 전기화학적으로 안정한 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜의 3번 위치에 연결된 질소 함유 해테로고리를 포함하고， 카바졸을 포함함으로써， 전자끄는기 (electron withdrawing group, EWG)와 전자주는기 (electron donating group, EDG)를 모두 가져 분자 전체가 바이폴라 (bipolar) 특성을 나타내 정공과 전자의 결합력이 높기 때문에 상기 유기 화합물을 적용한 유기 광전자 소자의 발광층에서 호스트로서 유리할 뿐만 아니라， 정공 수송층， 정공 주입층에도 적용될 수 있다.
따라서， 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기발광소자의 정공 주입층， 정공 수송층 또는 발광층의 재료로 사용할 경우， 유기발광소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
상기 화학식 1에서， X1 내지 X3 중 적어도 2개는 N이고， 바람직하게는， X1 내지 X3 모두가 N인 것이 보다 바람직하다.
일 실시예에 따른 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1—3으로 표현될 수 있다:
[화학식 1-1 ]
Figure imgf000010_0001
[화학식 1-3]
Figure imgf000011_0001
화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고，
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
Y는 0 또는 S이고，
Ra, 및 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로, 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 또는 이들의 조합이고,
L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합， 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴렌기이고，
a 및 b는 각각 독립적으로， 1 내지 3의 정수이다.
일 예에서， 상기 화학식 1— 1 내지 화학식 1-3의 X1 내지 X3은 모두
N일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 X1 및 X3은 N이고， X2는 CH일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 X1 및 X2는 N이고， X3은 CH일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 X2 및 X3은 N이고， X1은 CH일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1—3의 X1은 N이고， X2 및 X3 은 CH일 수 있다. 일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 X2는 N이고， X1 및 X3 은 CH일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 X3은 N이고， X1 및 X2 는 CH일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1— 1 내지 화학식 1-3의 Ar1은 페닐기， 나프틸기， 바이페닐기， 트리페닐기 또는 플루오레닐기일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1— 1 내지 화학식 1-3의 L1 및 L2는 단일 결합일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 L1은 단일 결합이고， L2는 페닐렌기， 또는 L2가 단일 결합이고， L1은 페닐렌기일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3의 L1 및 L2는 페닐렌기일 수 있다.
상기 화학식 1-1 내지 1-3과 같이 디벤조퓨란일기 또는 디벤조티오펜일기의 3번 위치에서 연결기 없이 질소함유 헤테로고리기가 직접 연결된 치환기를 포함하는 경우， LUMO의 전자구름을 한 평면에 위치시켜 확장 효과를 극대화할 수 있게 되므로， 상기 화합물을 유기발광소자 적용 시 구동 감소와 수명 증가의 측면에서 최적의 효과를 얻을 수 있다. 만일， 질소함유 헤테로고리기와 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜이 3번 이외에 다른 위치로 연결되거나， 또는 질소함유 헤테로고리기와 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜 사이에 아릴렌 링커 등이 포함된 화합물을 유기발광소자에 적용하는 경우에는 이러한 LUMO 전자구름의 확장올 통한 구동 감소 효과가 줄어들게 된다.
상기 화학식 1에서， Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
상기 화학식 1에서의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기로는， 예를 들어， 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, 치환 또는 비치환된 크리세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기， 및 치환 또는 비차환된 플루오레닐기 등을 들 수 있고， 예를 들어， 페닐기， 1—나프틸기, 2-나프틸기, 2—바이페닐일기， 3-바이페닐일기， 4-바이페닐일기， 0-터페닐기， m-터페닐기， P-터페닐기일 수 있다.
구체적으로， 상기 화학식 1에서의 Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고， 바람직하게는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기， 보다 바람직하게는， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기인 것이 바람직하다. 예를 들어， 일 구현예에 따른 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 '또는 비치환된 P-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기， 치환 또는 비치환된 0-터페닐기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기，또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 예를 들어， 페닐기， 나프틸기, 바이페닐기， 터페닐기일 수 있다.
보다 구체적으로， 본 발명의 일 실시예에서， 상기 Ar1은 페닐기, Pᅳ바이페닐기， m-바이페닐기, P-터페닐렌기， m-터페닐렌기， 0—터페닐렌기 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이때， 상기 Ar1 중 치환된 아릴기에서의 " 치환" 이란， 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C20 알킬기, 또는 C6 내지 C30 아릴기로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어， 상기 " 치환" 이란, 적어도 하나의 수소가， 중수소, C1 내지 C10 알킬기， 또는 C6 내지 C18 아릴기， 예를 들어， 적어도 하나의 수소가， 중수소， C1 내지 C4 알킬기, 또는 C6 내지 C12 아릴기로 치환된 것을 의미한다. ―
상기 화학식 1에서의 L1 및 L2는 연결기로서， 각각 독립적으로， 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고, 바람직하게는， 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴렌기인 것이 바람직하다. 예를 들어， 일 구현예에 따른 연결기 L1 및 L2는 각각 독립적으로， 단일 결합， 치환 또는 비치환된 페닐렌기， 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기， 치환 또는 비치환된 나프틸렌기， 치환 또는 비치환된
P-터페닐렌기， 치환 또는 비치환된 m-터페닐렌기， 치환 또는 비치환된
0-터페닐렌기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기， 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기일 수 있다.
보다 구체적으로， 본 발명의 일 실시예에서， 상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로， 단일결합， 페닐기, P-바이페닐기， m—바이페닐기 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서， 상기 화학식 1의 Ar1은 페닐기， 나프틸기， 바이페닐기， 터페닐기， 또는 플루오레닐기이고， L1 및 L2는 각각 독립적으로， 단일결합, 페닐기 또는 바이페닐기로， 예컨대 하기 화학식 1 -a 내지 화학식
1- d로 표현될 수 있다.
Figure imgf000014_0001
[화학식 1-b]
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
화학식 1-a 내지 화학식 1-d에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고，
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Y는 ◦ 또는 S이고，
nl, n2, m, 및 k는 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이고，
Ra, 및 R1 내지 R14 는 각각 독립적으로, 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기, 또는 이들의 조합이고，
R13 및 R14는 인접한 기끼리 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성한다. '
일 예에서, 상기 화학식 I—a 및 화학식 1-b의 R13 및 R14는 인접한 기끼리 연결되어， 나프틸기, '안트라세닐기， 페난트릴기， 트리페닐렌기, 플루오레닐기일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-b 및 화학식 1-d의 m은 1， k는 ◦일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-b 및 화학식 1-d의 m은 2, k는 ◦일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-a 내지 화학식 1-d의 nl 및 n2는 각각 독립적으로， 0 또는 1일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 1-a 내지 화학식 1-d의 nl 및 n2는 모두 0일 수 있다. 상기 화학식 1에서의 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 또는 이들의 조합일 수 있고， 바람직하게는， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기， 또는 이들의 조합인 것이 바람직하고， 보다 바람직하게는 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.
구체적으로， 상기 화학식 1에서의 R9 내지 R12는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기， 또는 이들의 조합일 수 있고， 바람직하게는 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기， 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다. 예를 들어， 일 구현예에 따른 R9내지 R12는 각각 독립적으로 수소, 중수소， 메틸기， 에틸기， 프로필기， n—부틸기， sec—.부틸기， tert-부틸기， 이소부틸기， 페닐기 또는 이들의 조합일 수 있다.
구체적으로， 상기 화학식 1에서의 R1 내지 R4는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기， 또는 이들의 조합일 수 있고， 바람직하게는 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기， 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다. 예를 들어， 일 구현예에 따른 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소， 중수소， 메틸기， 페닐기 또는 이들의 조합일 수 있다.
구체적으로， 상기 화학식 1에서의 R5 내지 R8은 각각 독립적으로， 수소， 중수소ᅳ 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴기， 또는 이들의 조합일 수 있고， 바람직하게는 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기， 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다. 예를 들어， 일 구현예에 따른 R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소， 중수소， 메틸기, 페닐기 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 예에서， 상기 화학식 1에서의 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로 수소일 수 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물은 예컨대 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1 ]
Figure imgf000018_0001
8T
Figure imgf000019_0001
Ι ΖΪ [zzl Izzl
068 00/Ll0ZW^/13d
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000021_0001
068^00/Ζ.ΐΟΖΗΜ/Χ3<Ι 전술한 게 1 유기 광전자 소자용 화합물은 유기 광전자 소자에 적용될 수 있고, 단독으로 또는 다른 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 유기 광전자 소자에 적용될 수 있다. 전술한 유기 광전자 소자용 화합물이 다른 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 사용되는 경우， 조성물의 형태로 적용될 수 있다. 이하， 전술한 게 1 유기 광전자 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물의 일 예를 설명한다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 조성물은 전술한 제 1 유기 광전자 소자용 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 제 2 유기 광전자 소자용 화합물을 포함한다.
[
Figure imgf000022_0001
상기 화학식 2에서，
L3 및 L4 는 각각 단일 결합， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기， 또는 이들의 조합이고，
Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기， 또는 이들의 조합이고
R21 내지 R26은 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 또는 이들의 조합이고，
1은 0 내지 2의 정수 중 하나이고， 상기 "치환"이란， 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C4 알킬기， C6 내지 C18 아릴기, 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다ᅳ
본 발명의 일 실시예에서， 상기 화학식 2의 L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일 결합， 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서， 상기 화학식 2의 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로， 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 터페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 치환 또는 비치환돤피리디닐기， 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸일기， 치환 또는 비치환된 이소퀴나졸일기， 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기， 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기， 치환 또는 비치환된 트리아진일기， 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서， 상기 화학식 2의 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로， 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된' 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 터페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 치환 또는 비치환된 피리디닐기， 치환 또는 비치환된 퀴나졸일기, 치환 또는 비치환된 이소퀴나졸일기， 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기， 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기， 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서， 상기 화학식 2의 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로， 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 2의 R21 내지 R26은 각각 독립적으로 수소, 중수소， 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기일 수 있고， 예를 들어， 상기 화학식 2의 R21 내지 R26은 각각 독립적으로 수소 또는 중수소일 수 있다.
일 예에서， 상기 화학식 2의 1은 0 또는 1일 수 있고， 예를 들어， 1은 0일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서， 상기 *-L3-Ar2 및 *-L4-Ar3 은 하기 그룹 Π에 나열된 치환기 중 하나이고， 상기 화학식 2는 하기 그룹 I에 나열된 구조 중 하나에 하기 그룹 Π에 나열된 치환기가 결합된 화합물이다.
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000025_0001
OO/LlOZW^/13d
Figure imgf000026_0001
상기 그룹 I 및 π에서， *은 연결 지점이다.
상기 화학식 2로 표시되는 제 2 유기 광전자 소자용 화합물은 예컨대 하기 그룹 2에 나열된 화합물에서 선택될 수 있다.
[그룹 2]
[Ε-1 ] [Ε-2] [Ε-3] [Ε-4] [Ε-5]
Figure imgf000026_0002
[E-6] [E-7] [E-8] [E-9] [E—10]
Figure imgf000026_0003
[Ε一 11 ] [E-12] [E-13] [Ε— 14] [Ε— 15]
Figure imgf000026_0004
Figure imgf000027_0001
[E-31] [E-32] [E-33] [E-341 [E-35]
Figure imgf000027_0002
LZ
Figure imgf000028_0001
0/,-a [69-31 [99-3]
Figure imgf000028_0002
OO/LlOZW^/13d
Figure imgf000029_0001
[E-86] [E-87] E-88] [E-89] [E-90]
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0003
Figure imgf000029_0004
Figure imgf000030_0001
[E-127] [E-128] 1E-129] [E-130]
Figure imgf000031_0001
[E-131 ] [E-132] [E-1331 [E-134] [E-135]
Figure imgf000031_0002
[E-136] [E-1371 [E— 138] [E-139] [E— 140] [E-141]
Figure imgf000031_0003
상술한 제 1 호스트 화합물과 게 2 호스트 화합물은 다양한 조합에 의해 다양한 조성물을 준비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 상기 화학식 1-1, 또는 화학식 1-2로 표현되는 화합물을 제 1 호스트로서 포함하고， 상기 화학식 2에서， L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일 결합， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고; Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고; R21 내지 R26은 각각독립적으로 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고; 1은 0 인 화합물을 계 2 호스트로서 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 상기 화학식 1-1， 또는 화학식 1-2로 표현되는 화합물을 제 1 호스트로서 포함하고， 상기 그룹 2의 화학식 E-31, E— 99， E- 129, 및 E- 140 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 거 12 호스트로서 포함할 수 있다.
상기 제 2 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 제 1 유기 광전자 소자용 화합물과 함께 발광층에 사용되어 전하의 이동성을 높이고 안정성을 높임으로써 발광 효율 및 수명 특성을 개선시킬 수 있다. 또한 상기 계 2 유기 광전자 소자용 화합물과 상기 제 1 유기 광전자 소자용 화합물의 비율을 조절함으로써 전하의 이동성을 조절할 수 있다.
예컨대 약 1 :9 내지 9: 1의 중량비로 포함될 수 있고， 구체적으로 2:8 내지 8:2， 3:7 내지 7:3， 4:6 내지 6:4， 그리고 5:5의 중량비로 포함될 수 있으며， 예컨대 계 1 유기 광전자 소자용 화합물 및 제 2 유기 광전자 소자용 화합물이 3:7의 범위로 포함될 수 있다. 또한， 제 1 유기광전자 소자용 화합물 및 제 2 유기광전자 소자용 화합물이 1 : 1 내지 1 :4의 중량비일 수 있으며, 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비， 1 : 1 내지 4:6의 중량비일 수 있다.
상기 범위로 포함됨으로써 효율과 수명을 동시에 개선할 수 있다. 상기 조성물은 전술한 게 1 유기 광전자 소자용 화합물과 제 2 유기 광전자 소자용 화합물 외에 1종 이상의 유기 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 광전자 소자용 화합물은 도편트를 더 포함할 수 있다. 상기 도편트는 적색， 녹색 또는 청색의 도펀트일 수 있다.
상기 도펀트는 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 있다.
상기 도펀트의 일 예로 인광 도편트를 들 수 있으며， 인광 도펀트의 예로는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 금속화합물을 들 수 있다. 상기 인광 도편트는 예컨대 하기 화학식 Z로 표현되는 화합물을 사용할 수 있으나， 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 Z] L2MX
상기 화학식 Z에서， M은 금속이고， L 및 X는 서로 같거나 다르며 M과 착화합물을 형성하는 리간드이다.
상기 M은 예를 들어， Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합일 수 있고， 상기 ᄂ 및 X는 예를 들어， 바이덴테이트 리간드일 수 있다. 이하 전술한 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 적용한 유기광전자소자를 설명한다.
또 다른 구현예에 따른 유기 광전자 소자는 서로 마주하는 양극과 음극， 그리고 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
- 일 예로 상기 유기층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 본 발명의 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다. ,
구체적으로， 상기 유기 광전자 소자용 화합물, 또는 유기 광전자 소자용 조성물은 상기 발광층의 호스트， 예컨대 그린 호스트로서 포함될 수 있다.
또한， 상기 유기층은 발광층， 및 정공주입층, 정공수송층， 전자차단층， 전자수송층, 전차주입층 및 정공차단층에서 선택된 적어도 하나의 보조층을 포함하고， 상기 보조층은 상기 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
상기 보조층은 발광층에 인접한 전자수송보조층을 더 포함하고， 상기 전자수송보조층은 상기 유기 광전자 소자용 화합물， 또는 유기 광전자 소자용 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서， 상기 전자수송보조층에 포함되는 유기 광전자 소자용 화합물은 상기 화학식 1- 1으로 표현되거나， 상기 화학식 1-a로 표현되거나, 상기 화학식 1-c로 표현될 수 있다. 상기 유기 광전자 소자는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이면 특별히 한정되지 않으며， 예컨대 유기 광전 소자， 유기 발광 소자， 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼 등을 들 수 있다.
여기서는 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면， 일 구현예에 따른 유기 발광 소자 (100)는 서로 마주하는 양극 (120)과 음극 (110)， 그리고 양극 (120)과 음극 (110) 사이에 위치하는유기층 (105)을포함한다.
양극 (120)은 예컨대 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 높은 도전체로 만들어질 수 있으며， 예컨대 금속， 금속 산화물 및 /또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 양극 (120)은 예컨대 니켈， 백금， 바나듐， 크롬， 구리, 아연， 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물， 인듐산화물， 인듐주석산화물 (ΠΌ), 인듐아연산화물 (IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO와 A1 또는 Sn02와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리 (3—메틸티오펜)， 폴리 (3，4- (에틸렌— 1,2-디옥시)티오펜) (polyehtylenedioxythiophene: PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 도전성 고분자 등을 들 수 있으나， 이에 한정되는 것은 아니다.
음극 (110)은 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며， 예컨대 금속， 금속 산화물 및 /또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 음극 (110)은 예컨대 마그네슘， 칼슴, 나트륨， 칼륨， 타이타늄， 인듐， 이트륨， 리튬， 가돌리늄， 알루미늄， 은， 주석， 납， 세슴， 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, Li02/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaFVCa과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나， 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층 (105)은 전술한 유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용조성물을포함하는 발광층 (130)을포함한다.
도 2는 다른 구현예에 따른 유기 발광소자를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참고하면, 유기 발광 소자 (200)는 발광층 (130) 외에 정공 보조층 (140)을 더 포함한다. 정공 보조층 (140)은 양극 (120)과 발광층 (130) 사이의 정공 주입 및 /또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 정공 보조층 (140)은 예컨대 정공 수송층， 정공 주입충 및 /또는 전자 차단층일 수 있으며， 적어도 1층을 포함할 수 있다.
도 1 또는 도 2의 유기층 (105)은 도시하지는 않았지만， 전자주입층， 전자수송층, 전자수송보조층， 정공수송층， 정공수송보조층， 정공주입층 또는 이들의 조합층을 추가로 더 포함할 수 있다. 본 발명와유기 광전자 소자용 화합물 또는 유기 광전자 소자용 조성물은 이들. 유기층에 포함될 수 있다. 유기 발광 소자 (100， 200)는 기판 위에 양극 또는 음극을 형성한 후， 진공증착법 (evaporation), 스퍼터링 (sputtering), 플라즈마 도금 및 이온도금과 같은 건식성막법; 또는 스핀코팅 (spin coating), 침지법 (dipping), 유동코팅법 (flow coating)과 같은 습식성막법 등으로 유기층을 형성한 후， 그 위에 음극 또는 양극을 형성하여 제조할 수 있다.
전술한 유기 발광 소자는 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만， 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며， 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
이하， 실시예 및 합성예에서 사용된 출발물질 및 반웅물질은 특별한 언급이 없는 한， Sigma-Aldrich 社， Apichemical 社 또는 TCI 社 등에서 구입하였거나， 공지된 방법을 통해 합성하였다.
(유기 광전자소자용화합물와제조)
본 발명의 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 화합물을 하기 단계를 통해 합성하였다.
(제 1유기 광전자소자용화합물)
합성예 1 : 화합물 [1]의 합성
Figure imgf000036_0001
중간체 B 화합을 [ 1 ] 제 1 단계 ： 중간체 A의 합성
질소 환경의 2L 등근 바닥 플라스크에
2,4-디클로로 -6-페닐 - 1，3，5—트리아잔 (50.55 g, 223.59 mmol)과 디벤조퓨란— 3—일보로닉애시드 (40.3 g, 190.06 mmol)을 테트라하이드로퓨란 900 mL에 녹인 후， 테트라키스 (트리페닐포스핀)팔라듐 (12.9 g, 1 1.18 mmol)을 넣고 교반시켰다. 물에 포화된 포타슘카보네이트 (61.8 g, 447.19 mmol)을 넣고 80 °C에서 12 시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 유기층을 분리한 다음 무수 MgS04로 수분을 제거한 후， 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 디클로로메탄과 핵산을 사용하여 결정화하여 중간체 A 35.3 g(44 %)을 얻었다. 제 2 단계 ： 증간체 B의 합성
1L 등근바닥 플라스크에 3-브로모카르바졸 (7.4 g, 29.96 mmol)을 240 mL의 ^-디메틸포름아미드^ ^에 넣어 교반한 다음， 소듐하이드라이드 (60%， 미네랄오일) (2.4 g, 59.92 mmol)을 서서히 투입한다. 30분 후 중간체 A (12.6 g, 35.25 mmol)을 서서히 투입한 후 12 시간 동안 교반한다. 반응 생성물을 물에 부어 생긴 고형물을 거른다. 이렇게 얻어진 잔사를 디클로로벤젠과 메탄올을 사용하여 고형화하여 중간체 B 17 g (85%)를 얻었다. 제 3 단계 ： 화합물 [ 1 ]의 합성
상기 중간체 B (16.5 g,' 29.06 mmol), 카르바졸 (5.8 g, 34.88 mmol), 및 터셔리부특시나트륨 (5.6 g, 58.13 mmol)을 크실렌 50 ml 녹인 후， 팔라듐 (디벤질리덴아세톤) (0.836 g, 1.45 mmol) 과 터셔리부틸포스핀 (1.41 g, 2.91 mmol, 50% 를루엔 흔합물)을 적가한다. 반웅용액올 질소 기류하에서 12 시간 동안 120 °C로 가열하여 교반하였다. 반웅 종결 후 반웅 생성물에 메탄올을 부어 생기는 고형물을 필터 한 다음， 고형물을 다시 디클로로벤젠에 녹여 활성탄과 무수황산마그네슘을 넣어 교반 후 필터한 다음 디클로로벤젠과 메탄올을 이용해 재결정하여 화합물 [1 ] 16 g (84%)을 얻었다.
LC Mass (이론치 : 653.73g/mol, 측정치: M+ H+ = 654.22g/mol) 합성예 2: 화합물 [40] 의 합성
Figure imgf000037_0001
중간체 D 화합울 [40] 제 1 단계 ： 중간체 C의 합성
2,4-디클로로 -6-페닐 - 1，3，5-트리아진 (42.3 g, 187.24 mmol)과 벤조티오펜 -3—일보로닉애시드 (36.3 g, 159.15 mmol)을 사용하여 상기 중간체 A의 합성방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 C 30 g(43 %)을 얻었다. 제 2 단계 ： 중간체 D의 합성
3-브로모카르바졸 (7.17 g, 29.13 mmol)과 증간체 C (12.8 g, 34.28 mmol)을 사용하여 중간체 B의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 중간체 D 16 g (80%)를 얻었다. 제 3 단계 ： 화합물 [40]의 합성
상기 중간체 D (14.8 g, 25.38 mmol)와 카르바졸 (5.1 g, 30.46 mmol)을 사용하여 상기 화합물 [ 1 ]의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 화합물 [40] 13 g (76%)을 얻었다.
LC Mass (이론치: 669.79g/mol, 측정치: M+ H+ = 670.20g/mol) 합성예 3: 화합물 [2]의 합성
Figure imgf000038_0001
중간체 화합울 [2]
제 1 단계 ： 중간체 E의 합성
2-브로모카르바졸 (7.4 g, 29.96 mmol)과 중간체 A (12.61 g, 35.25 mmol)을 사용하여 중간체 B의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 중간체 E 17 g (85%)를 얻었다. 제 2 단계 ： 화합물 「2ᅵ의 합성
상기 중간체 E ( 14.756 g, 26 mmol)와 카르바졸 (5.22 g, 31.21 mmol)을 사용하여 상기 화합물 [ 1 ]의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 화합물 [2 ] 14 g (82%)을 얻었다.
LC Mass (이론치 : 653.73g/mol, 측정치: M+ H+ = 654.22g/mol) 합성예 4: 화합물 [41]의 합성
Figure imgf000039_0001
5 r 화합물 [41 ] 제 1 단계 ： 중간체 F의 합성
2-브로모카르바졸 (7.2 g, 29.13 mmol)과 중간체 C ( 12.81 g, 34.28 mmol)을 사용하여 중간체 B의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 중간체 F 16 g (80%)를 얻었다. 제 2 단계 ： 화합물 「411의 합성
상기 중간체 F (13.9 g, 23.9 mmol)와 카르바졸 (4.8 g, 28.67 mmol)을 사용하여 상기 화합물 [ 1 ]의 합성방법과 동일한 합성방법을 이용하여 화합물 [41 ] 13 g (81 %)을 얻었다.
LC Mass (이론치 : 669.79g/mol, 측정치: M+ H+ = 670.20g/mol) 비교합성예 1: 비교화합물 1의 합성
Figure imgf000040_0001
비교화합물 1 상기 화합물 [ 1 ]의 합성방법과 동일한 방법들을 이용하여 상기 비교 화합물 1을 합성하였다.
LC Mass (이론치 : 563.65g/mol, 측정치: M+ H+ = 564.2 lg/mol)
(유기발광소자의 제작: 발광층소자 1)
실시예 1
합성예 1에서 얻은 화합물 [ 1 ]을 호스트로 사용하고， Ir(PPy)3를 도펀트로 사용하여 유기발광소자를 제작하였다.
양극으로는 ITO를 1000 A의 두께로 사용하였고， 음극으로는 알루미늄 (A1)을 1,000 A의 두께로 사용하였다. 구체적으로， 유기발광소자의 제조방법을 설명하면， 양극은 15 Ω /αιί의 면 저항값을 가진 ΙΤΟ 유리 기판을 50mm X 50 mm X 0.7 mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코을과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후， 30 분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.
상기 기판 상부에 진공도 650x lO-7Pa, 증착속도 0.1 내지 0.3 nm/s의 조건으로
N4,N4'-di(naphthalen- l -yl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (NPB) (80 nm)를 증착하여 800 A의 정공수송층을 형성하였다. 이어서, 동일한 진공 증착조건에서 합성예 1에서 얻은 화합물 [1 ]을 이용하여 막 두께 300 A의 발광층을 형성하였고， 이 때， 인광 도펀트인 Ir(PPy)3을 동시에 증착하였다. 이 때， 인광 도편트의 증착속도를 조절하여， 발광층의 전체량을 100 중량 %로 하였을 때 인광 도편트의 배합량이 7 중량 %가 되도록 증착하였다.
상기 발광층 상부에 동일한 진공 증착조건을 이용하여
Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium (BAlq)를 증착하여 막 두께 50 A의 정공저지층을 형성하였다. 이어서， 동일한 진공 증착조건에서 Alq3를 증착하여， 막 두께 200 A의 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 상부에 음극으로서 LiF와 A1을 순차적으로 증착하여 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자의 구조는 ΠΌ/ NPB (80 nm)/ EML (화합물 [ 1 ] (93 중량 %) + Ir(PPy)3(7 중량%；)， 30 nm)/ Balq (5 nm)/ Alq3 (20 nm)/ LiF (1 nm) / Al (100 nm) 의 구조로 제작하였다.
실시예 2 및 3
합성예 1의 화합물 [ 1 ] 대신 합성예 2의 화합물 [40] , 합성예 3의 화합물 [2 ]를 각각 사용한 것을 제외하고는， 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 및 실시예 3의 유기발광소자를 제조하였다.
비교예 1 및 2
합성예 1의 화합물 [1 ] 대신 비교 합성예 1의 비교 화합물 1， CBP(4,4' -bis(N-carbazolyl)- l, l' -biphenyl, CAS No.58328-31-7)를 각각 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1 및 비교예 2의 유기발광소자를 제조하였다. 평가 1: 유기발광소자의 특성 평가
실시예 1 내지 3과 비교예 1， 및 비교예 2에 따른 유기발광소자의 전압에 따른 전류밀도 변화， 휘도 변화, 및 발광효율을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구체적인 측정방법은 하기와 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- 1000A)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) 을 계산하였다.
【표 1】
Figure imgf000042_0001
상기 표 1를 참고하면， 실시예 1 내지 3에 따른 유기발광소자는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 유기발광소자에 비해， 구동전압， 발광효율이 개선된 것을 알 수 있다. 이는 실시예 1 내지 3에 따른 화합물에서， 카바졸기가 치환된 카바졸을 포함할 뿐만 아니라， 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜이 연결기 없이 직접 연결된 트리아진이 카바졸기의 N에 치환됨에 따라， LUMO 전자구름이 확장되어 구동 전압이 더 낮아지는 것이라 생각된다.
(유기발광소자의 제작: 발광층소자 2)
게 2 유기 광전자 소자용 화합물， E-31, E— 99， E-129, 및 E-140은 공지된 방법을 통해 합성하였다.
[E-31 ] [E-99] [E- 129] [E- 140]
Figure imgf000043_0001
실시예 4
ITO (Indium tin oxide)가 1,500A 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올， 아세톤， 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 10분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ΠΌ 투명 전극을 양극으로 사용하여 ΙΤΟ 기판 상부에 화합물 Α을 진공 증착하여 700A 두께의 정공 주입층을 형성하고 상기 주입층 상부에 화합물 B를 50A의 두께로 증착한 후, 화합물 C를 1,020A의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 합성예 1의 화합물 [1 ] 및 화합물 E-31을 동시에 호스트로 사용하고， 도판트로 트리스 (2—페닐피리딘)이리듐 (ΠΙ) [Ir(ppy)3]를 10^<¾로 도핑하여 진공 증착으로 400A 두께의 발광층을 형성하였다. 여기서 화합물 [1 ]과 화합물 E-31은 5:5 중량비로 사용되었으며, 하기 실시예의 경우 별도로 비율을 기술하였다.
이어서 상기 발광층 상부에 화합물 D와 Liq를 동시에 1: 1 비율로 진공 증착하여 300 A 두께의 전자수송층을 형성하고 상기 전자수송충 상부에 Liq 15 A과 A1 1,200 A을 순차적으로 진공 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자는 5층의 유기 박막층을 가지는 구조로 되어 있으며， 구체적으로 다음과 같다.
ITO/화합물 A(700A)/화합물 B(50A)/화합물 C(1,020A)/EML [화합물
[ 1 ] :E— 31 :lr(ppy)3=27wt%:63wt%: 10wt% ] (400 AV화합물
D:Liq(300A)/Liq(15A)/AKl,200A)의 구조로 제작하였다.
화합물 A: N4,N4'-diphenyl-N4,N4'-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'- diamine
화합물 B: 1,4,5,8,9, 11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN),
화합물 C: N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)ph enyl)-9H-fluoren-2-amine
화합물 D: 8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-l,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinoline
실시예 5 내지 실시예 14 및 비교예 3 내지 비교예 6
하기 표 2에 기재된 바와 같이 호 트를 사용하여, 실시예 4와 동일한 방법으로 실시예 5 내지 실시예 14， 비교예 3 내지 비교예 6의 유기 발광소자를 제작하였다. 평가 2: 유기발광소자의 특성 평가
실시예 4 내지 실시예 14， 및 비교예 3 내지 비교예 6에 따른 유기발광소자의 발광효율 및 수명특성을 평가하고， 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적인 측정방법은 하기와 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-1000A)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) 을 계산하였다.
(4) 수명 측정
휘도 (cd/m2)를 6,000 cd/m2 로 유지하고 전류 효율 (cd/A)이 97%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
【표 2】
제 1 호스트 제 2 구동전 발광효 수명 호스트 호스트와 ᄋ V ᄋ
ᄇ (T97, 제 2 (V) (cd/A) h) 호스트
비율
실시예 4 화합물 [1] E-31 1:1 4.82 59.4 74 실시예 5 화합물 [1] E-31 4:6 4.93 63.3 83 실시예 6 화합물 [1] E-99 1:1 4.95 63.2 88 실시예 7 화합물 [40] E-140 1:1 4.84 56.7 58 실시예 8 화합물 [2] E-31 1:1 4.83 59.2 93 실시예 9 화합물 [2] E-99 1:1 4.63 58.7 105 실시예 10 화합물 [2] E-99 4:6 4.82 65.5 127 실시예 11 화합물 [2] Eᅳ 140 1:1 4.60 58.1 94 실시예 12 화합물 [2] E-140 4：6 4.90 65.7 114 실시예 13 화합물 [41] E-129 5：5 4.78 57.4 60 실시예 14 화합물 [41] E-99 1:1 5.02 61.1 73 비교예 3 CBP - - 7.5 33.0 1 비교예 4 - E-31 7.8 10 1 비교예 5 - E-99 7.6 19 1 비교예 6 비교 화합물 E-31 ：： 1 5.23 53.0 20
Figure imgf000046_0001
표 2를 참고하면， 실시예 4 내지 14에 따른 유기발광소자는 비교예 3 내지 6에 따른 유기발광소자와 비교하여 발광효율 및 수명특성이 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 실시예 4 내지 14에 따른 화합물은 질소를 함유한 헤테로고리기와 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜의 3번 위치가 연결기 없이 직접 연결된 치환기를 포함함으로써 LUMO 전자구름이 확장되어 전기장 인가시 전자를 받기 쉬운 구조가 되므로 구동전압이 낮아짐에 따른 효과이다.
구체적으로， 제 1 호스트 화합물로 CBP 화합물을 사용한 비교예 3과 게 2 호스트 화합물만을 사용한 비교예 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자와 비교하여, 높은 구동 전압과 현저히 낮은 발광효율 및 수명을 나타내었다. 또한， 본 발명의 실시예에 따라 게 1 호스트와 겨 12 호스트를 사용한 경우， 동일한 계 2 호스트를 사용하였으나， 질소함유 헤테로고리기에 직접 치환된 디벤조퓨란 또는 디벤조티오펜이 없는 비교화합물 1을 제 1 호스트로 사용한 비교예 6에 비해， 실시예 4 내지 14에 따른 유기발광소자는 수명이 최대 4배 이상 상승한 효과가 있음을 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.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
하기 화학식 1로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물:
[화학식 1 ]
Figure imgf000047_0001
화학식 1에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고,
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Y는 0 또는 S이고，
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고，
Ra, 및 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고，
L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합， 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고，
a 및 b는 각각 독립적으로， 1 내지 3의 정수이다.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3으로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물: [화학식 1-1]
Figure imgf000048_0001
[화학식 1-2]
Figure imgf000048_0002
화학식 1- 1 내지 화학식 . 1-3에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고，
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고
Y는 0 또는 S이고
Ra, 및 R1 내지 R12 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 또는 이들의 조합이고，
L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C18 아릴렌기이고,
a 및 b는 각각 독립적으로， 1 내지 3의 정수이다.
【청구항 3】
제 1항에 있어서，
하기 화학식 1-a 또는 화학식 1 -b로 표현되는 유기 광전자 소자용 화합물:
[
Figure imgf000049_0001
[화학식 1-b]
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000051_0001
화학식 1-a 내지 화학식 1-d에서，
X1 내지 X3은 각각 독립적으로， N 또는 CRa 이고，
X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고，
Y는 0 또는 S이고，
nl, n2, m, 및 k는 각각 독립적으로， 0 내지 2의 정수이고，
Ra, 및 R1 내지 R14 는 각각 독립적으로， 수소， 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기， 치환 또는 비치환된— C6 내지 C18 아릴기, 또는 이들의 조합이고
R13 및 R 14 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 치환 또 비치환된 방향족의 단환식 또는 다환식 고리를 형성한다.
【청구항 4】 제 1항에 있어서，
상기 Ar1 은 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기， 치환 또는 비치환된 p—터페닐기， 치환 또는 비치환된 m-터페닐기， 치환 또는 비치환된 0-터페닐기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기인 유기 광전자 소자용 화합물.
【청구항 5】 게 1항에 있어서,
상기 L1 및 L2 는 각각 독립적으로， 단일 결합， 치환 또는 비치환된 페닐렌기， 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기 치환 또는 비치환된 P-터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 m—터페닐렌기， 치환 또는 비치환된 0-터페닐렌기， 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기， 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기， 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기인 유기 광전자 소자용 화합물.
【청구항 6】 제 1항에 있어서，
하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택되는 하나인 유기 광전자 소자용 화합물:
[그룹 1 ]
Figure imgf000052_0001
Figure imgf000053_0001
αι
Figure imgf000054_0001
Figure imgf000055_0001
54
Figure imgf000056_0001
【청구항 7】 제 1항에 따른 제 1 유기 광전자 소자용 화합물; 및
하기 화학식 2로 표현되는 제 2 유기 광전자 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물:
[
Figure imgf000056_0002
상기 화학식 2에서, L3 및 L4는 각각 독립적으로， 단일 결합， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기， 또는 이들의 조합이고，
Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기， 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 해테로고리기, 또는 이들의 조합이고，
R21내지 R26은 각각독립적으로 수소, 중수소， 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기， 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기， 또는 이들의 조합이고,
1은 0 내지 2의 정수이고;
상기 "치환"이란， 적어도 하나의 수소가 중수소， C1 내지 C4 알킬기， C6 내지 C18 아릴기， 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴기로 치환된 것을 의미한다.
【청구항 8】
제 7항에 있어서，
상기 화학식 2의 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로， 치환 또는 비치환된 페닐기， 치환 또는 비치환된 바이페닐기， 치환 또는 비치환된 터페닐기， 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기， 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기， 치환 또는 비치환된 피리디닐기， ' 치환 또는 비치환된 피리미디닐기， 치환 또는 비치환된 트리아진일기， 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기， 치환 또는 비치환된 퀴나졸일기， 치환 또는 비치환된 이소퀴나졸일기， 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기， 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기， 치환 또는 비치환된 카바졸일기， 치환 또는 비치환된 플루오레닐기， 또는 이들의 조합인 유기 광전자 소자용 조성물.
【청구항 9】
제 7항에 있어서，
상기 화학식 2의 *-L3-Ar2 및 *-L4-Ar3은 각각 하기 그룹 Π에 나열된 치환기 중 하나이고, 상기 제 2 유기 광전자 소자용 화합물은 하기 그룹 I에 나열된 구조 중 하나에 하기 그룹 Π에 나열된 치환기가 결합된 화합물인 유기 광전자 소자용 조성물:
Figure imgf000058_0001
[그룹 Π ]
Figure imgf000059_0001
B- B-2 B-3 B-4 B-S
Figure imgf000059_0002
상기 그룹 I 및 Π에서， *은 연결 지점이다.
【청구항 10】
서로 마주하는 양극과 음극， 그리고
상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 한 층의 유기층을 포함하고， 상기 유기층은 제 1항 내지 계 6항 중 어느 한 항에 따론 유기 광전자 소자용 화합물; 또는
상기 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 11】
쩨 10항에 있어서，
상기 유기층은 발광층을 포함하고，
상기 발광층은 상기 유기 광전자 소자용 화합물 또는 상기 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 12】
제 11항에 있어서，
상기 유기 광전자 소자용 화합물 또는 상기 유기 광전자 소자용 조성물은 상기 발광층의 호스트로서 포함되는 유기 광전자 소자.
【청구항 13】
제 11항에 있어서，
상기 유기층은 정공주입층， 정공수송층， 전자차단층， 전자수송층， 전자주입층 및 정공차단층에서 선택된 적어도 하나의 보조층을 더 포함하고, 상기 보조층은 상기 발광층에 인접한 전자수송보조층을 더 포함하고， 상기 전자수송보조층은 상기 유기 광전자 소자용 화합물; 또는 상기 유기 광전자 소자용 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
【청구항 14】
제 10항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시장치.
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