WO2022025508A1 - 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.
- the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electric energy is converted into light energy using an organic material.
- An organic electric device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode and a cathode and an organic material layer therebetween.
- the organic 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, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer.
- Efficiency, lifespan, and driving voltage are related to each other, and when the efficiency is increased, the driving voltage is relatively decreased. It shows a tendency to increase the lifespan.
- the efficiency cannot be maximized simply by improving the organic material layer. This is because, when the energy level and T1 value between each organic material layer, and the intrinsic properties of the material (mobility, interfacial properties, etc.) are optimally combined, a long lifespan and high efficiency can be achieved at the same time.
- a light emitting auxiliary layer should exist between the hole transport layer and the light emitting layer, and different light emitting auxiliary layers according to each light emitting layer (R, G, B). development is required.
- An object of the present invention is to provide a compound capable of lowering the driving voltage of a device and improving the luminous efficiency and lifespan of the device, an organic electric device using the same, and an electronic device thereof.
- the present invention provides a compound represented by the following formula.
- the present invention provides an organic electric device and an electronic device using the compound represented by the above formula.
- the driving voltage of the device can be lowered, and the luminous efficiency and lifespan can be improved.
- 1 to 3 are exemplary views of an organic electroluminescent device according to the present invention.
- organic electric device 110 first electrode
- first hole transport layer 340 first light emitting layer
- second charge generation layer 420 second hole injection layer
- aryl group and arylene group used in the present invention have 6 to 60 carbon atoms, respectively, unless otherwise specified, and are not limited thereto.
- the aryl group or the arylene group may include a monocyclic type, a ring aggregate, a fused multiple ring system, a spiro compound, and the like.
- the aryl group may include a fluorenyl group
- the arylene group may include a fluorenylene group.
- fluorenyl group refers to a substituted or unsubstituted fluorenyl group
- fluorenylene group refers to a substituted or unsubstituted fluorenylene group
- the fluorenyl group or The fluorenylene group includes spiro compounds formed by bonding R and R′ to each other in the following structure, and also includes compounds in which adjacent R′′ are bonded to each other to form a ring.
- Substituted fluorenyl group means that at least one of R, R', R" in the following structure is a substituent other than hydrogen, and R" in the following formula is 1 to 8 days can In the present specification, regardless of the valence, a fluorenyl group, a fluorenylene group, a fluorentriyl group, etc. may all be referred to as a fluorene group.
- the term "spiro compound" has a 'spiro linkage', and the spiro linkage means a linkage formed by sharing only one atom between two rings. At this time, the atoms shared by the two rings are called 'spiro atoms', and they are respectively 'monospiro-', 'dispiro-', 'trispiro-', depending on the number of spiro atoms in a compound. ' It's called a compound.
- heterocyclic group used in the present invention includes not only aromatic rings such as “heteroaryl group” or “heteroarylene group” but also non-aromatic rings, and unless otherwise specified, the number of carbon atoms each containing one or more heteroatoms It means a ring of 2 to 60, but is not limited thereto.
- the heterocyclic group includes a monocyclic type including a heteroatom, a ring aggregate, a fused multiple ring system, a spiro compound, and the like.
- aliphatic ring group used in the present invention refers to a cyclic hydrocarbon other than an aromatic hydrocarbon, and includes a single ring type, a ring aggregate, a fused multiple ring system, a spiro compound, etc., and unless otherwise specified, the number of carbon atoms It means a ring of 3 to 60, but is not limited thereto. For example, even when benzene, which is an aromatic ring, and cyclohexane, which is a non-aromatic ring, are fused, it corresponds to an aliphatic ring.
- the 'group name' corresponding to the aryl group, arylene group, heterocyclic group, etc. exemplified as examples of each symbol and its substituents may be described as 'the name of the group reflecting the valence', but is described as 'name of the parent compound' You may.
- the monovalent 'group' is 'phenanthryl' and the divalent group is 'phenanthrylene'. Regardless, it can also be described as the name of the parent compound, 'phenanthrene'.
- pyrimidine regardless of the valence, it can be described as 'pyrimidine' or as the 'name of the group' of the valence, such as a pyrimidinyl group in the case of monovalent or pyrimidinylene in the case of divalent. have.
- the substituent R 1 means that it does not exist, that is, when a is 0, it means that all hydrogens are bonded to the carbons forming the benzene ring. It can be omitted and the chemical formula or compound can be described.
- a is an integer of 1
- one substituent R 1 is bonded to any one carbon of the carbons forming the benzene ring, and when a is an integer of 2 or 3, it may be bonded as follows, for example, a is 4 to 6 Even if it is an integer of , it is bonded to the carbon of the benzene ring in a similar manner, and when a is an integer of 2 or more, R 1 may be the same as or different from each other.
- the number in 'number-condensed ring' indicates the number of rings to be condensed.
- a form in which three rings are condensed with each other, such as anthracene, phenanthrene, benzoquinazoline, etc. may be expressed as a 3-condensed ring.
- a ring when expressed in the form of a 'numeric atom', such as a 5-membered ring, a 6-membered ring, etc., the number in 'number-atom' indicates the number of elements forming the ring.
- thiophene or furan may correspond to a 5-membered ring
- benzene or pyridine may correspond to a 6-membered ring.
- the ring formed by bonding adjacent groups to each other is a C 6 ⁇ C 60 aromatic ring group; fluorenyl group; O, N, S, Si and P containing at least one heteroatom C 2 ⁇ C 60 A heterocyclic group; And C 3 ⁇ C 60
- An aliphatic ring group may be selected from the group consisting of.
- 'neighboring groups' refers to each other when describing the following chemical formula as an example, R 1 and R 2 each other, R 2 and R 3 each other, R 3 and R 4 each other, It includes not only R 5 and R 6 , but also R 7 and R 8 that share one carbon, R 1 and R 7 , R 1 and R 8 , or R 4 and R 5 that are not immediately adjacent Substituents bonded to ring constituents (such as carbon or nitrogen) may also be included.
- substituents on a ring constituent element such as carbon or nitrogen immediately adjacent to it, they may be a neighboring group, but if no substituent is bonded to a ring constituent element at the immediately adjacent position, it is bonded to the next ring constituent element It can be a group adjacent to the substituent group, and also the substituents bonded to the same ring constituent carbon can be said to be adjacent groups.
- the expression 'neighboring groups may combine with each other to form a ring' is used in the same meaning as 'neighboring groups combine with each other to selectively form a ring', and at least one pair of It means a case where adjacent groups are bonded to each other to form a ring.
- a component such as a layer, membrane, region, plate, etc.
- 1 to 3 are exemplary views of an organic electric device according to an embodiment of the present invention.
- an organic electric device 100 includes a first electrode 110 , a second electrode 170 , and a first electrode 110 formed on a substrate (not shown). ) and an organic material layer formed between the second electrode 170 .
- the first electrode 110 may be an anode (anode)
- the second electrode 170 may be a cathode (cathode)
- the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.
- the organic material layer may include a hole injection layer 120 , a hole transport layer 130 , a light emitting layer 140 , an electron transport layer 150 , and an electron injection layer 160 .
- the hole injection layer 120 , the hole transport layer 130 , the light emitting layer 140 , the electron transport layer 150 , and the electron injection layer 160 may be sequentially formed on the first electrode 110 .
- the light efficiency improving layer 180 may be formed on one side of both surfaces of the first electrode 110 or the second electrode 170 that is not in contact with the organic material layer, and when the light efficiency improving layer 180 is formed Light efficiency of the organic electric device may be improved.
- the light efficiency improving layer 180 may be formed on the second electrode 170 .
- the light efficiency improving layer 180 is formed to form the second electrode 170 .
- the light efficiency improvement layer 180 serves as a buffer for the second electrode 170 . can do.
- a buffer layer 210 or a light emitting auxiliary layer 220 may be further formed between the hole transport layer 130 and the light emitting layer 140 , which will be described with reference to FIG. 2 .
- the organic electric device 200 is a hole injection layer 120, a hole transport layer 130, a buffer layer 210 sequentially formed on the first electrode 110, It may include a light emitting auxiliary layer 220 , a light emitting layer 140 , an electron transport layer 150 , an electron injection layer 160 , and a second electrode 170 , and a light efficiency improving layer 180 is formed on the second electrode.
- a light emitting auxiliary layer 220 may include a light emitting auxiliary layer 220 , a light emitting layer 140 , an electron transport layer 150 , an electron injection layer 160 , and a second electrode 170 , and a light efficiency improving layer 180 is formed on the second electrode.
- an electron transport auxiliary layer may be further formed between the light emitting layer 140 and the electron transport layer 150 .
- the organic material layer may have a form in which a plurality of stacks including a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are formed. This will be described with reference to FIG. 3 .
- the organic electric device 300 there are two stacks ST1 and ST2 of an organic material layer formed of a multilayer between the first electrode 110 and the second electrode 170 . More than one set may be formed, and a charge generating layer (CGL) may be formed between stacks of organic material layers.
- CGL charge generating layer
- a first electrode 110 a first stack ST1 , a charge generation layer (CGL), a second stack ST2 , and a second electrode 170 and the light efficiency improving layer 180 may be included.
- CGL charge generation layer
- second stack ST2 a second electrode 170 and the light efficiency improving layer 180
- the first stack ST1 is an organic material layer formed on the first electrode 110 , which is a first hole injection layer 320 , a first hole transport layer 330 , a first emission layer 340 , and a first electron transport layer 350 .
- the second stack ST2 may include a second hole injection layer 420 , a second hole transport layer 430 , a second emission layer 440 , and a second electron transport layer 450 .
- the first stack and the second stack may be organic material layers having the same stacked structure or organic material layers having different stacked structures.
- a charge generation layer CGL may be formed between the first stack ST1 and the second stack ST2 .
- the charge generation layer CGL may include a first charge generation layer 360 and a second charge generation layer 361 .
- the charge generating layer CGL is formed between the first light emitting layer 340 and the second light emitting layer 440 to increase the efficiency of current generated in each light emitting layer and to smoothly distribute charges.
- the first light-emitting layer 340 may include a light-emitting material including a blue fluorescent dopant in a blue host, and the second light-emitting layer 440 includes a material in which a green host is doped with a greenish yellow dopant and a red dopant. may be included, but the material of the first light emitting layer 340 and the second light emitting layer 440 according to an embodiment of the present invention is not limited thereto.
- n may be an integer of 1 to 5.
- the charge generation layer CGL and the third stack may be additionally stacked on the second stack ST2 .
- an organic electroluminescent device that emits white light by the mixing effect of light emitted from each light emitting layer can be manufactured as well as light of various colors. It is also possible to manufacture an organic electroluminescent device that emits light.
- the compound represented by Formula 1 of the present invention is a hole injection layer (120, 320, 420), a hole transport layer (130, 330, 430), a buffer layer 210, a light emitting auxiliary layer 220, an electron transport layer (150, 350) , 450 ), the electron injection layer 160 , the light emitting layers 140 , 340 , 440 , or the light efficiency improving layer 180 may be used as a material, but preferably may be used as a material of the light emitting auxiliary layer 220 .
- the compound represented by Formula 1 as a material for the light emitting auxiliary layer 220, the energy level and T 1 value between each organic material layer, the inherent properties of the material (mobility, interfacial properties, etc.), etc. are optimized. It is possible to simultaneously improve the lifespan and efficiency of the organic electric device.
- the organic electroluminescent device may be manufactured using various deposition methods. It can be manufactured using a deposition method such as PVD or CVD, for example, by depositing a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof on a substrate to form the anode 110, and the hole injection layer 120 thereon , after forming an organic material layer including the hole transport layer 130, the light emitting layer 140, the electron transport layer 150 and the electron injection layer 160, it can be prepared by depositing a material that can be used as the cathode 170 thereon. have.
- a deposition method such as PVD or CVD
- an auxiliary light emitting layer 220 may be further formed between the hole transport layer 130 and the light emitting layer 140
- an electron transport auxiliary layer (not shown) may be further formed between the light emitting layer 140 and the electron transport layer 150 . It can also be formed in a stack structure as shown.
- the organic layer is a solution process or a solvent process rather than a deposition method using various polymer materials, such as a spin coating process, a nozzle printing process, an inkjet printing process, a slot coating process, a dip coating process, a roll-to-roll process, Dr. Blay It can be manufactured with a smaller number of layers by a method such as a printing process, a screen printing process, or a thermal transfer method. Since the organic material layer according to the present invention can be formed by various methods, the scope of the present invention is not limited by the formation method.
- the organic electric device may be a top emission type, a back emission type, or a double-sided emission type depending on a material used.
- the organic electric device may be selected from the group consisting of an organic electroluminescent device, an organic solar cell, an organic photoreceptor, an organic transistor, a device for monochromatic lighting, and a device for a quantum dot display.
- Another embodiment of the present invention may include a display device including the organic electric device 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/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 control, a navigation system, a game machine, various TVs, and various computers.
- the compound according to one aspect of the present invention is represented by the following formula (1).
- Ar 1 is of Formula A-1 or Formula A-2 below.
- Ar 2 and Ar 3 are each independently a C 6 ⁇ C 60 aryl group; fluorenyl group; O, N, S, Si and P containing at least one heteroatom C 2 ⁇ C 60 A heterocyclic group; And C 3 ⁇ C 60 It is selected from the group consisting of an aliphatic cyclic group.
- X 1 is O or S
- X 2 is N(R′), O or S.
- R 1 to R 7 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; nitro group; C 6 ⁇ C 60 Aryl group; fluorenyl group; O, N, S, Si and P containing at least one heteroatom C 2 ⁇ C 60 A heterocyclic group; C 3 ⁇ C 60 An aliphatic group; C 1 ⁇ C 30 Alkyl group; C 2 ⁇ C 30 Alkenyl group; C 2 ⁇ C 30 Alkynyl group; C 1 ⁇ C 30 An alkoxyl group; And C 6 ⁇ C 30 It is selected from the group consisting of an aryloxy group, adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
- a, c, d, e, f, g are each an integer from 0 to 4
- b, e' and g' are each an integer from 0 to 3, when each of these is an integer of 2 or greater, each of R 1 , R 2 each of R 3 , each of R 4 , each of R 5 , each of R 6 , each of R 7 is the same as or different from each other.
- a ring formed by bonding at least one pair of neighboring R 1 , neighboring R 2 , neighboring R 3 , neighboring R 4 , neighboring R 5 , neighboring R 6 , and neighboring R 7 to each other is C 6 ⁇ C 60
- aromatic rings such as C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 may be formed, and specifically, an aromatic ring such as benzene, naphthalene, phenanthrene, and the like may be formed.
- the heterocyclic group is, for example, C 2 ⁇ C 30 , C 3 ⁇ C 30 , C 4 ⁇ C 30 , C 4 ⁇ C 25 , C 4 ⁇ C 24 , C 4 ⁇ C 20 , C 4 ⁇ C 18 , C 4 ⁇ C 16 , C 4 ⁇ C 12 , C 4 ⁇ C 11 , C 4 ⁇ C 10 , C 4 ⁇ C 9 , C 4 ⁇ C 8 , C 4 ⁇ C 7 , C 4 ⁇ C 6 , C 4 ⁇ C 5 , C 4 , C 5 , C 6 , C 7 , C 8 , C 9 , C 10 , C 12 , C 16
- It may be a heterocyclic group such as, Specifically, it may be a heterocyclic group such as furan, thiophene, benzofuran, benzothiophene, dibenzofuran, dibenzothiophene.
- a compound represented by the following formula may be formed together with the phenylene to which they are bonded. That is, adjacent R 3 may combine with each other to form a 2-condensed ring such as benzothiophene or benzofuran, thereby eventually forming a 3-condensed ring such as dibenzothiophene or dibenzofuran.
- V 1 and V 2 are as defined in Formulas 1-7 to 1-18 below.
- L 1 To L 4 are each independently a single bond; C 6 ⁇ C 60 Arylene group; fluorenylene group; C 3 ⁇ C 60 An aliphatic group; And O, N, S, Si and P containing at least one heteroatom 2 ⁇ C 60 It is selected from the group consisting of a heterocyclic group.
- the R' is a C 6 ⁇ C 60 aryl group; fluorenyl group; O, N, S, Si and P containing at least one heteroatom C 2 ⁇ C 60 A heterocyclic group; And C 3 ⁇ C 60 It is selected from the group consisting of an aliphatic cyclic group.
- the aryl group is, for example, C 6 to C 30 , C 6 to C 29 , C 6 to C 28 , C 6 to C 27 , C 6 ⁇ C 26 , C 6 ⁇ C 25 , C 6 ⁇ C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 , C 6 ⁇ C 12 , C 6 ⁇ C 11 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , may be an aryl group such as C 18 , and specifically, pheny
- the arylene group is, for example, C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 29 , C 6 ⁇ C 28 , C 6 ⁇ C 27 , C 6 ⁇ C 26 , C 6 ⁇ C 25 , C 6 ⁇ C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 , C 6 ⁇ C 12 , C 6 ⁇ C 11 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , It may be an arylene group such as C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , C 18 , and specifically, phenylene, biphenyl, nap
- the heterocyclic group is, for example, C 2 to C 30 , C 2 to C 29 , C 2 ⁇ C 28 , C 2 ⁇ C 27 , C 2 ⁇ C 26 , C 2 ⁇ C 25 , C 2 ⁇ C 24 , C 2 ⁇ C 23 , C 2 ⁇ C 22 , C 2 ⁇ C 21 , C 2 ⁇ C 20 , C 2 ⁇ C 19 , C 2 ⁇ C 18 , C 2 ⁇ C 17 , C 2 ⁇ C 16 , C 2 ⁇ C 15 , C 2 ⁇ C 14 , C 2 ⁇ C 13 , C 2 ⁇ C 12 , C 2 ⁇ C 11 , C 2 ⁇ C 10 , C 2 ⁇ C 9 , C 2 ⁇ C 8 , C 2 ⁇ C 7 , C 2 ⁇ C 6 , C 2 ⁇ C 5 , C 2 ⁇ C 30 , C 2 to C 29 , C 2 ⁇ C 28 , C 2 ⁇ C 27 , C 2 ⁇ C 26
- the fluorenyl group or the fluorenylene group is 9, 9-dimethyl-9H-fluorene, 9,9-diphenyl-9H-fluorene, 9,9'-spirobifluorene, spiro[benzo[ b ]fluorene-11,9'-fluorene ], benzo[ b ]fluorene, 11,11-diphenyl- 11H -benzo[ b ]fluorene, 9-(naphthalen-2-yl)9-phenyl- 9H -fluorene, and the like.
- the aryl group is, for example, C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 , C 6 ⁇ C 12 , C 6 ⁇ C 11 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , It may be an aryl group such as C 17 or C 18 .
- the heterocyclic group is, for example, C 2 ⁇ C 20 , C 2 ⁇ C 19 , C 2 ⁇ C 18 , C 2 ⁇ C 17 , C 2 ⁇ C 16 , C 2 ⁇ C 15 , C 2 ⁇ C 14 , C 2 ⁇ C 13 , C 2 ⁇ C 12 , C 2 ⁇ C 11 , C 2 ⁇ C 10 , C 2 ⁇ C 9 , C 2 ⁇ C 8 , C 2 ⁇ C 7 , C 2 ⁇ C 6 , C 2 ⁇ C 5 , C 2 ⁇ C 4 , C 2 ⁇ C 3 , C 2 ,
- the aryl group is, for example, C 3 ⁇ C 20 , C 3 ⁇ C 19 , C 3 ⁇ C 18 , C 3 ⁇ C 17 , C 3 ⁇ C 16 , C 3 ⁇ C 15 , C 3 ⁇ C 14 , C 3 ⁇ C 13 , C 3 ⁇ C 12 , C 3 ⁇ C 11 , C 3 ⁇ C 10 , C 3 ⁇ C 6 , C 6 , C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , may be an aliphatic ring group such as C 18 .
- the fluorenyl group is 9,9-dimethyl-9H-fluorene, 9,9-diphenyl-9H-fluorene, 9,9'-spirobifluorene , spiro [benzo [ b ] fluorene-11,9'-fluorene], benzo [ b ] fluorene, 11,11-diphenyl-11 H -benzo [ b ] fluorene, 9- (naphthalene-2) -yl)9-phenyl- 9H -fluorene and the like.
- Formula 1 may be represented by one of Formulas 1-1 to 1-18 below.
- X 1 , X 2 , L 1 to L 4 , Ar 2 , Ar 3 , R 1 -R 7 , a to g are the same as defined in Formula 1, and e' and g' are each an integer from 0 to 3.
- V 1 and V 2 are each independently a single bond, O, S, C(R 1 )(R 2 ), or N(R 3 ), except when both V 1 and V 2 are single bonds.
- the R 1 and R 2 are each independently 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; Phosphine oxide unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; siloxane group; cyano group; nitro group; C 1 -C 20 Alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxyl group; C 6 -C 20 Aryloxy group; C 6 -C 20 Arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; C 2 -C 20 alkynyl group; C 6 -C 20 Aryl group; fluorenyl group; C 2 -C 20 A heterocyclic group comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; and C 3
- R 3 is a C 6 -C 20 aryl group; fluorenyl group; C 2 -C 20 A heterocyclic group comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; C 3 -C 20 An aliphatic ring group; C 1 -C 20 alkoxyl group; C 6 -C 20 Aryloxy group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; And C 2 -C 20 It is selected from the group consisting of an alkynyl group.
- At least one of Ar 2 and Ar 3 may be selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 2-1 to 2-6.
- X 4 and X 5 are each independently O, S, C(R 1 )(R 2 ) or N(R 3 ).
- the R 1 , R 2 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently 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; Phosphine oxide unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; siloxane group; cyano group; nitro group; C 1 -C 20 Alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxyl group; C 6 -C 20 Aryloxy group; C 6 -C 20 Arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; C 2 -C 20 alkynyl group; C 6 -C 20 Aryl group; fluorenyl group; C 2 -C 20 A heterocyclic group comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of O
- k, l, and n are each an integer of 0-4, m is an integer of 0-6, and when these are integers of 2 or more, each of R 8 , each of R 9 , and each of R 10 are the same as or different from each other.
- R 3 is a C 6 -C 20 aryl group; fluorenyl group; C 2 -C 20 A heterocyclic group comprising at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; C 3 -C 20 An aliphatic ring group; C 1 -C 20 alkoxyl group; C 6 -C 20 Aryloxy group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; And C 2 -C 20 It is selected from the group consisting of an alkynyl group.
- the compound represented by Formula 1 may be one of the following compounds, but is not limited thereto.
- the present invention provides an organic electric device including an anode, a cathode, and an organic material layer formed between the anode and the cathode, wherein the organic material layer includes the compound represented by Formula 1 above.
- the present invention provides an organic electric device comprising an anode, a cathode, an organic material layer formed between the anode and the cathode, and a light efficiency improving layer.
- the light efficiency improving layer is formed on one side not in contact with the organic material layer among both surfaces of the anode or the cathode, and the organic material layer or the light efficiency improving layer includes the compound represented by Formula 1 above.
- the organic material layer includes at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting auxiliary layer, a light emitting layer, an electron transport auxiliary layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and preferably, the compound may be included in the light emission auxiliary layer.
- the organic material layer may include two or more stacks including a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer sequentially formed on the anode, and may further include a charge generating layer formed between the two or more stacks.
- an electronic device including a display device including the organic electric device represented by Formula 1, and a control unit for driving the display device.
- the compound represented by Formula 1 according to the present invention may be synthesized by a reaction route as shown in Scheme 1 below, but is not limited thereto.
- Sub 1 of Scheme 1 may be synthesized by the reaction route of Scheme 2 below, but is not limited thereto.
- the compound belonging to Sub 1 may be a compound as follows, but is not limited thereto, and FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) values of the following compounds are shown in Table 1 below.
- NPB N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine
- the compound 1-1 of the present invention was vacuum-deposited to a thickness of 20 nm to form a light emitting auxiliary layer, and then 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl ( Hereinafter, abbreviated as CBP) as a host material and tris(2-phenylpyridine)-iridium (hereinafter referred to as “Ir(ppy) 3 ”) as a dopant material, doped with a dopant in a weight ratio of 95:5 A light emitting layer having a thickness of nm was formed.
- CBP 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl
- Ir(ppy) 3 tris(2-phenylpyridine)-iridium
- 'BAlq' (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum
- Alq 3 tris(8-quinolinol)aluminum
- LiF was deposited on the electron transport layer to a thickness of 0.2 nm to form an electron injection layer
- Al was deposited on the electron injection layer to a thickness of 150 nm to form a cathode.
- 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 3 was used instead of the compound 1-1 of the present invention as a light emitting auxiliary layer material.
- An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the light-emitting auxiliary layer was not formed.
- An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that one of Comparative Compounds A to C was used as a light emitting auxiliary layer material instead of Compound 1-1 of the present invention.
- the electroluminescence (EL) characteristics were obtained with PR-650 of Photoresearch. It was measured, and the T95 lifespan was measured using the life measuring equipment of McScience at 5000cd/m 2 standard luminance. The measurement results are shown in Table 3 below.
- Comparative compounds A to C have similar skeletons to the compounds of the present invention, but there is a difference in the type of substituent substituted for the amine group.
- the compound of the present invention is a moiety such as dibenzofuran, dibenzothiophene, carbazole, etc. which has high thermal stability and hole characteristics at the same time as a substituent containing Formula A-1 or Formula A-2 is substituted on the same amine group side A heterocyclic ring containing
- Comparative Compounds A to C are similar to the present invention in that an amine group is substituted with a substituent represented by Formula A-1 or Formula A-2 (spiro [fluorene-9,9'-xanthene]), There is a difference in that the remaining substituents substituted on the same amine group are a phenyl group (Comparative Compound A) or a fluorenyl group (Comparative Compounds B and C).
- the compound of the present invention has significantly improved device properties compared to the comparative compound, which is a heterocyclic group (dibenzofuran, dibenzothiophene, carbazole, etc.) having high thermal stability and hole properties in the amine group. It seems that this is because the space where holes can be trapped is relatively increased as the substitution is made, and the charge balance in the light emitting layer is increased.
- the physical properties of the compound such as hole characteristics, light efficiency characteristics, hole injection and migration characteristics, etc., vary depending on the type of substituent, and this difference affects the characteristics of the device.
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Abstract
본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물과, 제 1전극, 제 2전극 및 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이의 유기물층을 포함하는 유기전기소자, 및 상기 유기전기소자를 포함하는 전자장치를 제공한다. 상기 유기물층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 유기전기소자의 구동전압을 낮출 수 있고 발광 효율 및 수명을 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 유기물 층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기 전기 발광소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율이나 수명 문제는 반드시 해결해야 되는 상황이다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다.
하지만, 상기 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
또한, 최근 유기 전기 발광소자에 있어 정공수송층에서의 발광 문제를 해결하기 위해서는 정공수송층과 발광층 사이에 발광보조층이 존재하여야 하며, 각각의 발광층(R, G, B)에 따른 서로 다른 발광보조층의 개발이 필요하다.
본 발명은 소자의 구동전압을 낮추고, 소자의 발광효율 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 발명의 실시예에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 구동전압을 낮출 수 있고, 발광효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
[부호의 설명]
100, 200, 300: 유기전기소자 110: 제1 전극
120: 정공주입층 130: 정공수송층
140: 발광층 150: 전자수송층
160: 전자주입층 170: 제2 전극
180: 광효율 개선층 210: 버퍼층
220: 발광보조층 320: 제1 정공주입층
330: 제1 정공수송층 340: 제1 발광층
350: 제1 전자수송 층 360: 제1 전하생성층
361: 제2 전하생성층 420: 제2 정공주입층
430: 제2 정공수송층 440: 제2 발광층
450: 제2 전자수송층 CGL: 전하생성층
ST1: 제1 스택 ST2: 제2 스택
본 발명에서 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 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한 아릴기에는 플루오렌일기가 포함될 수 있고 아릴렌기에는 플루오렌일렌기가 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "플루오렌일기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를, "플루오렌일렌기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일렌기를 의미하며, 본 발명에서 사용된 플루오렌일기 또는 플루오렌일렌기는 하기 구조에서 R과 R'이 서로 결합되어 형성된 스파이로 화합물을 포함하고, 이웃한 R"이 서로 결합하여 고리를 형성한 화합물도 포함한다.
"치환된 플루오렌일기", "치환된 플루오렌일렌기"는 하기 구조에서 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, 아래 화학식에서 R"은 1~8개일 수 있다. 본 명세서에서는 가수와 상관없이 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 플루오렌트리일기 등을 모두 플루오렌기라고 명명할 수도 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결'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.
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 탄소이외의 원소로서 예컨대 N, O, S, P 또는 Si 등을 나타내며, 고리를 형성하는 탄소 대신 하기 화합물과 같이 SO2, P=O 등과 같은 헤테로원자단을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 헤테로고리기는 헤테로원자를 포함하는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함한다.
본 발명에 사용된 용어 "지방족고리기"는 방향족탄화수소를 제외한 고리형 탄화수소를의미하며, 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함하며, 다른 설명이 없는 한 탄소수 3 내지 60의 고리를의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 방향족고리인 벤젠과 비방향족고리인 사이클로헥산이 융합된 경우에도 지방족고리에 해당한다.
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, 본 명세서에서는 화합물 명칭이나 치환기 명칭을 기재함에 있어 위치를 표시하는 숫자나 알파벳 등은 생략할 수도 있다. 예컨대, 피리도[4,3-d]피리미딘을 피리도피리미딘으로, 벤조퓨로[2,3-d]피리미딘을 벤조퓨로피리미딘으로, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌을 다이메틸플루오렌 등과 같이 기재할 수 있다. 따라서, 벤조[g]퀴녹살린이나 벤조[f]퀴녹살린을 모두 벤조퀴녹살린이라고 기재할 수 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.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 축합환을 표시할 때 '숫자-축합환'에서 숫자는 축합되는 고리의 개수를 나타낸다. 예컨대, 안트라센, 페난트렌, 벤조퀴나졸린 등과 같이 3개의 고리가 서로 축합한 형태는 3-축합환으로 표기할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 5원자 고리, 6원자 고리 등과 같이 '숫자원자' 형식으로 고리를 표현한 경우, '숫자-원자'에서 숫자는 고리를 형성하는 원소의 개수를 나타낸다. 예컨대, 싸이오펜이나 퓨란 등은 5원자 고리에 해당할 수 있고, 벤젠이나 피리딘은 6원자 고리에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성한 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, '이웃한 기끼리'라 함은, 하기 화학식을 예로 들어 설명하면, R1과 R2끼리, R2와 R3끼리, R3과 R4끼리, R5와 R6끼리 뿐만 아니라, 하나의 탄소를 공유하는 R7과 R8끼리도 포함되고, R1과 R7끼리, R1과 R8끼리 또는 R4와 R5끼리 등과 같이 바로 인접하지 않은 고리 구성 원소(탄소나 질소 등)에 결합된 치환기도 포함될 수 있다. 즉, 바로 인접한 탄소나 질소 등과 같은 고리 구성 원소에 치환기가 있을 경우에는 이들이 이웃한 기가 될 수 있지만, 바로 인접한 위치의 고리 구성 원소에 그 어떤 치환기도 결합되지 않은 경우에는 그 다음 고리 구성 원소에 결합된 치환기와 이웃한 기가 될 수 있고, 또한 동일 고리 구성 탄소에 결합된 치환기끼리도 이웃한 기라고 할 수 있다.
하기 화학식에서 R7과 R8처럼 동일 탄소에 결합된 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우에는 스파이로 모이어티가 포함된 화합물이 형성될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다'라는 표현은 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 선택적으로 고리를 형성한다'라는 것과 동일한 의미로 사용되며, 적어도 한 쌍의 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우를 의미한다.
이하, 본 발명의 화합물이 포함된 유기전기소자의 적층구조에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 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, 제1, 제2, 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.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자(100)는 기판(미도시) 상에 형성된 제1 전극(110)과, 제2 전극(170), 그리고 제1 전극(110)과 제2 전극(170) 사이에 형성된 유기물층을 포함한다.
상기 제1 전극(110)은 애노드(양극)이고, 제2 전극(170)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제1 전극이 캐소드이고 제2 전극이 애노드일 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(110) 상에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)이 순차적으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(170)의 양면 중에서 유기물층과 접하지 않는 일면에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있으며, 광효율개선층(180)이 형성될 경우 유기전기소자의 광효율이 향상될 수 있다.
예를 들면, 제2 전극(170) 상에 광효율 개선층(180)이 형성될 수 있는데, 전면발광(top emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 형성됨으로써 제2 전극(170)에서의 SPPs (surface plasmon polaritons)에 의한 광학 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배면발광(bottom emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 제2 전극(170)에 대한 완충 역할을 수행할 수 있다.
정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 버퍼층(210)이나 발광보조층(220)이 더 형성될 수 있는데 이에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전기소자(200)는 제1 전극(110) 상에 순차적으로 형성된 정공주입층(120), 정공수송층(130), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 발광층(140), 전자수송층(150), 전자주입층(160), 제2 전극(170)을 포함할 수 있고, 제2 전극 상에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층이 더 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 유기물층은 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택이 복수개 형성된 형태일 수도 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전기소자(300)는 제1 전극(110)과 제2 전극(170) 사이에 다층으로 이루어진 유기물층의 스택(ST1, ST2)이 두 세트 이상 형성될 수 있고 유기물층의 스택 사이에 전하 생성층(CGL)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제1 전극(110), 제1 스택(ST1), 전하 생성층(CGL: Charge Generation Layer), 제2 스택(ST2), 제2 전극(170) 및 광효율 개선층(180)을 포함할 수 있다.
제1 스택(ST1)은 제1 전극(110) 상에 형성된 유기물층으로, 이는 제1 정공주입층(320), 제1 정공수송층(330), 제1 발광층(340) 및 제1 전자수송층(350)을 포함할 수 있고, 제2 스택(ST2)은 제2 정공주입층(420), 제2 정공수송층(430), 제2 발광층(440) 및 제2 전자수송층(450)을 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 스택과 제2 스택은 동일한 적층 구조를 갖는 유기물층일 수도 있지만 서로 다른 적층 구조의 유기물층일 수도 있다.
제1 스택(ST1)과 제2 스택(ST2) 사이에는 전하 생성층(CGL)이 형성될 수 있다. 전하 생성층(CGL)은 제1 전하 생성층(360)과 제2 전하 생성층(361)을 포함할 수 있다. 이러한 전하 생성층(CGL)은 제1 발광층(340)과 제2 발광층(440) 사이에 형성되어 각각의 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하를 원활하게 분배하는 역할을 한다.
제1 발광층(340)에는 청색 호스트에 청색 형광 도펀트를 포함하는 발광 재료가 포함될 수 있고, 제2 발광층(440)에는 녹색 호스트에 그리니쉬 옐로우(greenish yellow) 도펀트와 적색 도펀트가 함께 도핑된 재료가 포함될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 제1 발광층(340) 및 제2 발광층(440)의 재료가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에서, n은 1~5의 정수일 수 있는데, n이 2인 경우, 제2 스택(ST2) 상에 전하 생성층(CGL)과 제3 스택이 추가적으로 더 적층될 수 있다.
도 3과 같이 다층의 스택 구조 방식에 의해 발광층이 복수개 형성될 경우, 각각의 발광층에서 발광된 광의 혼합 효과에 의해 백색 광이 발광되는 유기전기발광소자를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상의 광을 발광하는 유기전기발광소자를 제조할 수도 있다.
본 발명의 화학식 1에 의해 표시되는 화합물은 정공주입층(120, 320, 420), 정공수송층(130, 330, 430), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 전자수송층(150, 350, 450), 전자주입층(160), 발광층(140, 340, 440) 또는 광효율 개선층(180)의 재료로 사용될 수 있으나, 바람직하게는 발광보조층(220)의 재료로 사용될 수 있다.
동일유사한 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 발광보조층(220)의 재료로 사용함으로써, 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(110)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(170)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 발광보조층(220)을, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층(미도시)을 더 형성할 수도 있고 상술한 바와 같이 스택 구조로 형성할 수도 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.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택될 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, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
Ar1은 하기 화학식 A-1 또는 화학식 A-2이다.
<화학식 A-1> <화학식 A-2>
Ar2 및 Ar3은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
X1은 O 또는 S이고, X2는 N(R'), O 또는 S이다.
R1 내지 R7은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; C1~C30의 알킬기; C2~C30의 알켄일기; C2~C30의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
a, c, d, e, f, g는 각각 0~4의 정수이고, b, e' 및 g'은 각각 0~3의 정수이며, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각, R5 각각, R6 각각, R7 각각은 서로 같거나 상이하다.
이웃한 R1끼리, 이웃한 R2끼리, 이웃한 R3끼리, 이웃한 R4끼리, 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R7끼리 중에서 적어도 한 쌍이 서로 결합하여 형성된 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리기를 형성할 경우, C6~C30, C6~C20, C6~C16, C6~C14, C6~C10, C6 등의 방향족고리를 형성할 수 있으며, 구체적으로 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 등과 같은 방향족고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 헤테로고리기를 형성할 경우, 상기 헤테로고리기는 예컨대, C2~C30, C3~C30, C4~C30, C4~C25, C4~C24, C4~C20, C4~C18, C4~C16, C4~C12, C4~C11, C4~C10, C4~C9, C4~C8, C4~C7, C4~C6, C4~C5, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C12, C16 등의 헤테로고리기일 수 있으며, 구체적으로 퓨란, 싸이오펜, 벤조퓨란, 벤조싸이오펜, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 등의 헤테로고리기일 수 있다.
예시적으로, 이웃한 R3끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 이들이 결합된 페닐렌과 함께 하기 화학식으로 표시되는 화합물이 형성될 수 있다. 즉, 이웃한 R3끼리 서로 결합하여 벤조싸이오펜, 벤조퓨란 등과 같은 2-축합환이 형성됨으로써 결국 다이벤조싸이오펜이나 다이벤조퓨란 등과 같은 3-축합환이 형성될 수 있다.
여기서, V1과 V2는 하기 화학식 1-7 내지 화학식 1-18에서 정의된 것과 같다.
L1 내지 L4는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 R'는 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 Ar2, Ar3, R1 내지 R7, R' 중 적어도 하나가 아릴기인 경우, 상기 아릴기는 예컨대, C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 아릴기일 수 있고, 구체적으로, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 페난트렌, 트리페닐렌 등일 수 있다.
상기 L1 내지 L4 중에서 적어도 하나가 아릴렌기인 경우, 상기 아릴렌기는 예컨대, C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 아릴렌기일 수 있고, 구체적으로, 페닐렌, 바이페닐, 나프틸렌, 터페닐, 페난트렌 등일 수 있다.
상기 Ar2, Ar3, R1 내지 R7, R', L1 내지 L4 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기인 경우, 상기 헤테로고리는 예컨대, C2~C30, C2~C29, C2~C28, C2~C27, C2~C26, C2~C25, C2~C24, C2~C23, C2~C22, C2~C21, C2~C20, C2~C19, C2~C18, C2~C17, C2~C16, C2~C15, C2~C14, C2~C13, C2~C12, C2~C11, C2~C10, C2~C9, C2~C8, C2~C7, C2~C6, C2~C5, C2~C4, C2~C3, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29 등의 헤테로고리기일 수 있고, 구체적으로, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퓨란, 피롤, 실롤, 인덴, 인돌, 페닐-인돌, 벤조인돌, 페닐-벤조인돌, 피라지노인돌, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 피리도퀴놀린, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 다이벤조퀴나졸린, 페난트로퀴나졸린, 퀴녹살린, 벤조퀴녹살린, 다이벤조퀴녹살린, 벤조퓨란, 나프토벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 페난트로벤조퓨란, 다이나프토퓨란, 싸이오펜, 벤조싸이오펜, 다이벤조싸이오펜, 나프토벤조싸이이오펜, 페난트로벤조싸이오펜, 다이나프토싸이오펜, 카바졸, 페닐-카바졸, 벤조카바졸, 페닐-벤조카바졸, 나프틸-벤조카바졸, 다이벤조카바졸, 인돌로카바졸, 벤조퓨로피리딘, 벤조싸이에노피리딘, 벤조퓨로피리딘, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 벤조싸이에노피라진, 벤조퓨로피라진, 벤조이미다졸, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조실롤, 페난트롤린, 다이하이드로-페닐페나진, 10-페닐-10H-페녹사진, 페녹사진, 페노싸이아진, 다이벤조다이옥신, 벤조다이벤조다이옥신, 싸이안트렌, 9,9-다이메틸-9H-잔쓰렌, 9,9-다이메틸-9H-싸이옥잔쓰렌, 다이하이드로다이메틸페닐아크리딘, 스파이로[플루오렌-9,9'-잔텐] 등일 수 있다.
상기 Ar2, Ar3, R1 내지 R7, R' 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기이거나, L1 내지 L4 중에서 적어도 하나가 플루오렌일렌기인 경우, 상기 플루오렌일기 또는 플루오렌일렌기는 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌 등일 수 있다.
상기 Ar2, Ar3, R1 내지 R7, R', L1 내지 L4 중 적어도 하나가 지방족고리기인 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대, C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 지방족고리기일 수 있다.
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕실기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 아릴기로 치환될 경우, 상기 아릴기는 예컨대 C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 아릴기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기로 치환될 경우, 상기 헤테로고리기는 예컨대 C2~C20, C2~C19, C2~C18, C2~C17, C2~C16, C2~C15, C2~C14, C2~C13, C2~C12, C2~C11, C2~C10, C2~C9, C2~C8, C2~C7, C2~C6, C2~C5, C2~C4, C2~C3, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20 등의 헤테로고리기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 지방족고리기로 치환될 경우, 상기 아릴기는 예컨대 C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3~C6, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 지방족고리기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기로 치환될 경우, 상기 플루오렌일기는 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌 등일 수 있다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-18 중에서 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
<화학식 1-3> <화학식 1-4>
<화학식 1-5> <화학식 1-6>
<화학식 1-7> <화학식 1-8>
<화학식 1-9> <화학식 1-10>
<화학식 1-11> <화학식 1-12>
<화학식 1-13> <화학식 1-14>
<화학식 1-15> <화학식 1-16>
<화학식 1-17> <화학식 1-18>
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-18에서, X1, X2, L1~L4, Ar2, Ar3, R1-R7, a~g는 화학식 1에서 정의된 것과 같고, e' 및 g'은 각각 0~3의 정수이다.
V1 및 V2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S, C(R1)(R2) 또는 N(R3)이며, V1 및 V2가 모두 단일결합인 경우는 제외된다.
상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, R1과 R2는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 R3은 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; 및 C2-C20의 알킨일기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 화학식에서, Ar2와 Ar3 중에서 적어도 하나는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.
<화학식 2-1> <화학식 2-2> <화학식 2-3>
<화학식 2-4> <화학식 2-5> <화학식 2-6>
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
X4 및 X5은 서로 독립적으로 O, S, C(R1)(R2) 또는 N(R3)이다.
상기 R1, R2, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R1과 R2는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
k, l, n은 각각 0~4의 정수이고, m은 0~6의 정수이고, 이들이 2 이상의 정수인 경우, R8 각각, R9 각각, R10 각각은 서로 같거나 상이하다.
상기 R3은 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; 및 C2-C20의 알킨일기로 이루어진 군에서 선택된다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 측면에서, 본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자를 제공하고, 이때 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명은 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 형성된 유기물층 및 광효율 개선층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다. 이때, 광효율 개선층은 상기 양극 또는 음극의 양면 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 일면에 형성되며, 상기 유기물층 또는 광효율 개선층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광보조층, 발광층, 전자수송보조층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나의 층을 포함하고, 바람직하게는 상기 화합물은 발광보조층에 포함될 수 있다.
상기 유기물층은 상기 양극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함할 수 있으며, 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부를 포함하는 전자장치를 제공한다.
이하에서는 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 합성예 및 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
합성예
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1과 같은 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1> (Hal은 I, Br 또는 Cl임)
Sub1의 합성예
상기 반응식 1의 Sub 1은 하기 반응식 2의 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2>
1. Sub1-1의 합성예
(1) Sub1-1-b 합성예
2-iodobenzoic acid (50.0 g, 202 mmol), thiophenol (22.2 g, 202 mmol), KOH (56.6 g, 1008 mmol), Copper powder (1.3 g, 20.2mmol)을 둥근바닥플라스크에 넣고 물 (1.3 L)을 첨가한 후 12시간 환류시킨다. 반응이 완료되면 상온으로 식힌 뒤 침전이 완료될 때까지 3M HCl을 첨가한다. 이후, 침전물을 물로 닦은 후 건조시켜 생성물 41.3 g (수율: 89%)을 얻었다.
(2) Sub1-1-c 합성예
Sub1-1-b (41.3 g, 179 mmol)에 H2SO4 (1.3 mL)를 첨가하여 Sub1-1-b가 모두 녹을 때까지 환류시킨다. Sub1-1-b가 모두 녹으면 상온으로 식힌 뒤 얼음물을 첨가하여 침전시킨다. 이후 침전물을 물로 닦은 후 건조시킨 후, CH2Cl2로 녹인다. 이후, 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 25.9 g (수율: 68%) 얻었다.
(3) Sub1-1-d 합성예
2-bromo-4'-chloro-1,1'-biphenyl(32.6 g, 122 mmol)을 질소분위기하에서 THF (270 mL)로 녹인 후, -78℃로 냉각시킨다. 이후, n-BuLi (49 mL)을 천천히 적정한 후 30분 동안 교반하고, 여기에 Sub1-1-c (25.9 g, 122 mmol)을 THF (140 mL)에 녹인 용액을 천천히 적정한다. 이후, -78℃에서 1시간 동안 교반한 후, 상온까지 서서히 올린다. 반응이 완료되면, ethyl acetate와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 40.1 g (수율: 82%) 얻었다.
(4) Sub1-1-e 합성예
Sub1-1-d (40.1 g, 100 mmol), 아세트산 (250 mL) 및 진한 염산 (40 mL)을 둥근바닥플라스크에 넣은 후 질소분위기하 60~80℃에서 3시간 동안 교반한다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물을 31.8 g (수율: 83%) 얻었다.
(5) Sub1-1 합성예
Sub1-1-e (31.8 g, 83.0 mmol)을 톨루엔 (420 mL)으로 녹인 후, dibenzo[b,d]thiophen-3-amine (16.5g, 83.0 mmol), Pd2(dba)3 (2.28 g, 2.49 mmol), P(t-Bu)3(1.01 g, 4.98 mmol), NaOt-Bu (16.0 g, 166 mmol)을 첨가하고, 90℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 32.6g (수율: 72%)를 얻었다.
2. Sub1-29 합성예
(1) Sub1-29-b 합성예
3-chloro-2-iodobenzoic acid(20.0 g, 70.8 mmol), 3-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)benzenethiol (19.6 g, 70.8 mmol), KOH (19.9 g, 354 mmol), Copper powder (0.45 g, 7.08 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1-b의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 25.6 g (수율: 84%) 얻었다.
(2) Sub1-29-c 합성예
Sub1-29-b (25.6 g, 59.4 mmol), H2SO4 (420 mL)를 사용하여 상기 Sub1-1-c의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 14.7 g (수율: 60%) 얻었다.
(3) Sub1-29-d 합성예
2-bromo-1,1'-biphenyl(8.3g, 35.6 mmol), n-BuLi (14 mL), Sub1-29-c (14.7 g, 35.6 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1-d의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 16.4 g (수율: 81%) 얻었다.
(4) Sub1-29-e 합성예
Sub1-29-d (16.4 g, 28.8 mmol), 아세트산 (72 mL) 및 진한 염산 (12 mL)을 사용하여 상기 Sub1-1-e의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 12.0 g (수율: 76%) 얻었다.
(5) Sub1-29 합성예
Sub1-29-e (12.0 g, 21.9 mmol), dibenzo[b,d]furan-3-amine (4.0 g, 21.9 mmol), Pd2(dba)3 (0.60 g, 0.66 mmol), P(t-Bu)3(0.27 g, 1.31 mmol), NaOt-Bu (4.2 g, 43.7 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1 의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 10.8g (수율: 71%) 얻었다.
3. Sub1-48 합성예
(1) Sub1-48-b 합성예
5-chloro-2-iodobenzoic acid(50.0 g, 177 mmol), Phenol (33.3 g, 354 mmol), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) (79.4 g, 531 mmol), pyridine (2.9 mL), copper powder (1.5 g, 23.0 mmol), CuI (1.5 g, 7.97 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1-b의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 38.3 g (수율: 87%) 얻었다.
(2) Sub1-48-c 합성예
Sub1-48-b (38.3 g, 154 mmol), H2SO4 (1.1 L)를 사용하여 상기 Sub1-1-c의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물을 23.1 g (수율: 65%) 얻었다.
(3) Sub1-48-d 합성예
2-bromo-1,1'-biphenyl(23.3 g, 100 mmol), n-BuLi (40 mL), Sub1-48-c (23.1 g, 100 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1-d의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 32.8 g (수율: 85%)을 얻었다.
(4) Sub1-48-e 합성예
Sub1-48-d (32.8 g, 85.1 mmol), 아세트산 (210 mL) 및 진한 염산 (35 mL)을 사용하여 상기 Sub1-1-e의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 28.4 g (수율: 91%)을 얻었다.
(5) Sub1-48 합성예
Sub1-48-e (28.4 g, 77.4 mmol), dibenzo[b,d]furan-1-amine (14.2 g, 77.4 mmol), Pd2(dba)3 (2.13 g, 2.32 mmol), P(t-Bu)3(0.94 g, 4.65 mmol), NaOt-Bu (14.9 g, 155 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 29.8g (수율: 75%)을 얻었다.
4. Sub1-67 합성예
(1) Sub1-67-b 합성예
2-iodobenzoic acid (50.0 g, 202 mmol), Phenol (37.9 g, 403 mmol), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) (90.4 g, 605 mmol), pyridine (3.2 mL), copper powder (1.7 g, 26.2 mmol), CuI (1.7 g, 9.07 mmol)를 둥근플라스크에 넣고 DMF (1.6 L)를 첨가한 후 3시간 동안 환류시킨다. 반응이 완료되면, 상온으로 식힌 뒤 침전이 완료될 때까지 3M HCl을 첨가한다. 이후, 침전물을 물로 닦아주고 건조시켜서 생성물 41.8 g (수율: 86%)을 얻었다.
(2) Sub1-67-c 합성예
Sub1-67-b (41.8 g, 195 mmol), H2SO4 (14 L)을 사용하여 상기 Sub1-1-c의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 26.4 g (수율: 69%)을 얻었다.
(3) Sub1-67-d 합성예
2-bromo-2'-chloro-1,1'-biphenyl(36.0 g, 135 mmol), n-BuLi (54 mL), Sub1-67-c (26.4 g, 135 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1-d의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 45.1 g (수율: 87%)을 얻었다.
(4) Sub1-67-e 합성예
Sub1-67-d (45.1 g, 117 mmol), 아세트산 (290 mL) 및 진한 염산 (50 mL)을 사용하여 상기 Sub1-1-e의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 40.4 g (수율: 94%)을 얻었다.
(5) Sub1-67 합성예
Sub1-67-e (40.4 g, 110 mmol), dibenzo[b,d]furan-2-amine (20.2g, 110 mmol), Pd2(dba)3 (3.03 g, 3.30 mmol), P(t-Bu)3(1.34 g, 6.61 mmol), NaOt-Bu (21.2 g, 220 mmol)을 사용하여 상기 Sub1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 38.4g (수율: 68%)을 얻었다.
Sub 1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값은 하기 표 1과 같다.
[표 1]
최종 화합물의 합성예
1. 1-1 합성예
(1) Inter-1 합성예
1-bromo-4-chlorobenzene(7.66g, 40mmol)을 toluene (150mL)으로 녹인 후에, diphenylamine(7.45g,44.01mmol), Pd2(dba)3 (1.8g, 2mmol), P(t-Bu)3(0.8g, 4mmol), NaOt-Bu (11.5g, 120mmol)을 첨가하고 60℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 9.9g (수율: 89%)를 얻었다.
(2) 1-1 합성예
Inter-1 (5.6g, 20mmol)을 toluene (25 mL)으로 녹인 후에, Sub1-65(11.3g,22mmol), Pd2(dba)3 (0.9g, 1mmol), P(t-Bu)3(0.4g, 2mmol), NaOt-Bu (5.8g, 60mmol)을 첨가하고 환류하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 12g (수율: 79%)를 얻었다.
2. 1-29 합성예
(1) Inter-29 합성예
1-bromo-4-chlorobenzene(7.6g, 40mmol), N-phenyldibenzo[b,d]furan-1-amine(11.4g,44mmol), Pd2(dba)3 (1.8g, 2 mmol), P(t-Bu)3(0.8g, 4 mmol), NaOt-Bu (11.5g, 120mmol)을 사용하여 상기 Inter-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 22.4g (수율: 74%)을 얻었다.
(2) 1-29 합성예
Inter-29 (5.6g, 20mmol), Sub1-49(11.3g,22mmol), Pd2(dba)3 (0.9g, 1mmol), P(t-Bu)3(0.4g, 2mmol), NaOt-Bu (5.8g, 60mmol)을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 14.2g (수율: 84%)을 얻었다.
3.1-56 합성예
(1) Inter-56 합성예
1-bromo-3-chlorobenzene(7.6 g, 40 mmol), diphenylamine(7.4 g, 44 mmol), Pd2(dba)3 (1.8 g, 2 mmol), P(t-Bu)3(0.8 g, 4 mmol), NaOt-Bu (11.5 g, 120 mmol)을 사용하여 상기 Inter-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 4.9g (수율: 87%)을 얻었다.
(2) 1-56 합성예
Inter-56 (5.6g, 20 mmol), Sub1-117(12g, 22 mmol), Pd2(dba)3 (0.9 g, 1 mmol), P(t-Bu)3(0.4 g, 2 mmol), NaOt-Bu (5.8 g, 60 mmol)을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 11.7g (수율: 74%)을 얻었다.
4. 1-80 합성예
(1) Inter-80 합성예
1-bromo-3-chlorobenzene(7.6 g, 40 mmol), diphenylamine(7.4 g, 44 mmol), Pd2(dba)3 (1.8 g, 2 mmol), P(t-Bu)3(0.8 g, 4 mmol), NaOt-Bu (11.5 g, 120 mmol)을 사용하여 상기 Inter-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 4.9 g (수율: 87%)을 얻었다.
(2) 1-80 합성예
Inter-80 (5.6 g, 20 mmol), Sub1-93(14g, 22 mmol), Pd2(dba)3 (0.9 g, 1 mmol), P(t-Bu)3(0.4 g, 2 mmol), NaOt-Bu (5.8 g, 60 mmol)을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 14.3g (수율: 81%)을 얻었다.
5. 1-95 합성예
(1) Inter-95 합성예
1-bromo-3-chlorobenzene(7.6 g, 40 mmol), N-phenylnaphthalen-1-amine(9.7 g, 44 mmol), Pd2(dba)3 (1.8 g, 2 mmol), P(t-Bu)3(0.8 g, 4 mmol), NaOt-Bu (11.5 g, 120 mmol)을 사용하여 상기 Inter-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 11.2 g (수율: 85%)을 얻었다.
(2) 1-95 합성예
Inter-95 (6.6 g, 20 mmol), Sub1-126(12 g, 22 mmol), Pd2(dba)3 (0.9 g, 1 mmol), P(t-Bu)3(0.4 g, 2 mmol), NaOt-Bu (5.8 g, 60 mmol)을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 12 g (수율: 72%)을 얻었다.
6. 1-113 합성예
4,4'-dibromo-1,1'-biphenyl (3.1g, 10 mmol), Sub1-63(11.3g,22mmol), Pd2(dba)3 (0.5g, 0.5mmol), P(t-Bu)3(0.2g, 1mmol), NaOt-Bu (2.9g, 30mmol)을 을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 12 g (수율: 72%)을 얻었다.
7. 1-133 합성예
(1) Inter-133 합성예
1-bromo-3-chlorodibenzo[b,d]furan(11.3g, 40 mmol), diphenylamine(7.4g, 44 mmol), Pd2(dba)3 (1.8 g, 2 mmol), P(t-Bu)3(0.8 g, 4 mmol), NaOt-Bu (11.5 g, 120 mmol)을 사용하여 상기 Inter-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 11.7g (수율: 79%)을 얻었다.
(2) 1-133 합성예
Inter-133 (7.4g, 20 mmol), Sub1-48(12 g, 22 mmol), Pd2(dba)3 (0.9 g, 1 mmol), P(t-Bu)3(0.4 g, 2 mmol), NaOt-Bu (5.8 g, 60 mmol)을 사용하여 상기 1-1의 합성법과 같이 진행시켜서 생성물 13.9g (수율: 82%)을 얻었다.
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 1-1 내지 1-180의 FD-MS 값은 하기 표 2과 같다.
[표 2]
유기전기소자의 제조평가
[실시예 1] 녹색유기전기발광소자 (발광보조층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 4,4',4''-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하, 2-TNATA로 약기함)을 60nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하, NPB로 약기함)를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 1-1을 20nm의 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성한 후, 상기 발광보조층 상에 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, CBP로 약기함)를 호스트 물질로, tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3라 함)을 도판트 물질로 사용하여 95:5 중량비가 되도록 도펀트를 도핑하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
다음으로, 상기 발광층 상에 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (이하 'BAlq'로 약기함)을 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(이하 Alq3로 약칭함)을 40 nm 두께로 성막하여 전자수송층을 형성하였다.
이후, 전자수송층 상에 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 상기 전자주입층 상에 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 20]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 1-1 대신 하기 표 3에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[비교예 1]
발광보조층을 형성하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 2] 내지 [비교예 4]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 1-1 대신 비교화합물 A 내지 비교화합물 C 중 하나를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 A> <비교화합물 B> <비교화합물 C>
이본 발명의 실시예 1 내지 실시예 20 및 비교예 1 내지 비교예 4에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치 (photoresearch) 사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 5000cd/m2 기준휘도에서 맥사이언스사의 수명측정장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 3과 같다.
[표 3]
상기 표 3으로부터, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광보조층 재료로 사용할 경우, 발광보조층을 형성하지 않거나(비교예 1), 비교화합물 A 내지 C 중에서 하나를 사용한 경우(비교예 2~4)에 비해, 구동전압이 현저히 낮아지고, 발광효율과 수명이 현저히 향상되는 것을 알 수 있다.
비교화합물 A 내지 비교화합물 C는 본 발명의 화합물과 골격이 유사하지만, 아민그룹에 치환된 치환기의 종류에 차이가 있다.
본 발명의 화합물은 동일한 아민그룹측에 화학식 A-1 또는 화학식 A-2를 포함하는 치환기가 치환됨과 동시에 높은 열적 안정성과 정공 특성을 가지는 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 등의 모이어티를 포함하는 헤테로고리가 치환된다. 반면, 비교화합물 A 내지 C는 아민그룹에 화학식 A-1 또는 화학식 A-2로 표시되는 치환기(스파이로[플루오렌-9,9'-잔텐])가 치환된다는 점에서는 본 발명과 유사하지만, 동일 아민그룹에 치환된 나머지 치환기가 페닐기(비교화합물 A)나 플루오렌일기(비교화합물 B, C)라는 점에서 차이가 있다.
이러한 치환기 차이점으로 인해 본 발명의 화합물은 비교화합물 대비 소자의 특성이 현저히 향상되었는데, 이는 아민기에 높은 열적 안정성 및 정공 특성을 가지는 헤테로고리기(다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 카바졸 등)가 치환됨에 따라 정공이 트래핑(trapping)될 수 있는 공간이 상대적으로 더 많아지게 되어 발광층 내 전하 균형이 증가하였기 때문인 것으로 보인다.
따라서, 유사한 구조의 화합물이라도 치환기의 종류에 따라 정공 특성, 광효율 특성, 정공주입 및 이동 특성 등과 같은 화합물의 물성이 달라지게 되고, 이러한 차이는 소자의 특성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.
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 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내의 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
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Claims (13)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:<화학식 1>
상기 화학식 1에서,Ar1은 하기 화학식 A-1 또는 화학식 A-2이며,<화학식 A-1> <화학식 A-2>
Ar2 및 Ar3은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며,X1은 O 또는 S이고,X2는 N(R'), O 또는 S이고,R1 내지 R7은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; C1~C30의 알킬기; C2~C30의 알켄일기; C2~C30의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,a, c, d, e, f, g는 각각 0~4의 정수이고, b, e' 및 g'은 각각 0~3의 정수이며, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각, R5 각각, R6 각각, R7 각각은 서로 같거나 상이하며,L1 내지 L4는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되며,상기 R'는 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며,상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕실기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중에서 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 1-1> <화학식 1-2>
<화학식 1-3> <화학식 1-4>
<화학식 1-5> <화학식 1-6>
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, X1, X2, L1~L4, Ar2, Ar3, R1-R7, a~g는 제1항에서 정의된 것과 같고, e' 및 g'은 각각 0~3의 정수이다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1은 하기 화학식 1-7 내지 화학식 1-18 중에서 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 1-7> <화학식 1-8>
<화학식 1-9> <화학식 1-10>
<화학식 1-11> <화학식 1-12>
<화학식 1-13> <화학식 1-14>
<화학식 1-15> <화학식 1-16>
<화학식 1-17> <화학식 1-18>
상기 화학식 7 내지 화학식 18에서, X1, X2, L1~L4, Ar2, Ar3, R1, R2, R4-R7, a~g는 제1항에서 정의된 것과 같고, e' 및 g'은 각각 0~3의 정수이고,V1 및 V2는 서로 독립적으로 단일결합, O, S, C(R1)(R2) 또는 N(R3)이며, V1 및 V2가 모두 단일결합인 경우는 제외하며,상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, R1과 R2는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,상기 R3은 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; 및 C2-C20의 알킨일기로 이루어진 군에서 선택된다. - 제 1항에 있어서,Ar2와 Ar3 중에서 적어도 하나가 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:<화학식 2-1> <화학식 2-2> <화학식 2-3>
<화학식 2-4> <화학식 2-5> <화학식 2-6>
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서,X4 및 X5은 서로 독립적으로 O, S, C(R1)(R2) 또는 N(R3)이며,상기 R1, R2, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R1과 R2는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,k, l, n은 각각 0~4의 정수이고, m은 0~6의 정수이고, 이들이 2 이상의 정수인 경우, R8 각각, R9 각각, R10 각각은 서로 같거나 상이하며,상기 R3은 C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; C3-C20의 지방족고리기; C1-C20의 알콕실기; C6-C20의 아릴옥시기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; 및 C2-C20의 알킨일기로 이루어진 군에서 선택된다. - 제 1항에 있어서,상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
.
- 제 1전극, 제 2전극, 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서,상기 유기물층은 제1항의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1전극과 제 2전극 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 면에 형성된 광효율 개선층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 6항에 있어서,상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 유기물층의 발광층에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 7항에 있어서,상기 광효율 개선층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 6항에 있어서,상기 유기물층은 상기 제 1전극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제 10항에 있어서,상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
- 제6항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
- 제 12항에 있어서,상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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