Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101811327B1 - 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 - Google Patents

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101811327B1
KR101811327B1 KR1020170103666A KR20170103666A KR101811327B1 KR 101811327 B1 KR101811327 B1 KR 101811327B1 KR 1020170103666 A KR1020170103666 A KR 1020170103666A KR 20170103666 A KR20170103666 A KR 20170103666A KR 101811327 B1 KR101811327 B1 KR 101811327B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
group
organic
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020170103666A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170098759A (ko
Inventor
장유나
이상신
홍진석
강의수
김준석
류동완
유동규
이승재
이한일
정성현
조영경
채미영
허달호
Original Assignee
제일모직 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직 주식회사 filed Critical 제일모직 주식회사
Publication of KR20170098759A publication Critical patent/KR20170098759A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101811327B1 publication Critical patent/KR101811327B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/10—Spiro-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/12—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D471/20—Spiro-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/10—Spiro-condensed systems
    • H01L51/0061—
    • H01L51/0072—
    • H01L51/0085—
    • H01L51/50—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017078950955-pat00067

Description

유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치{COMPOUND FOR ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE, ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE INCLUDING THE SAME AND DISPLAY INCLUDING THE ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
유기광전자소자(organic optoelectric device)라 함은 정공 또는 전자를 이용한 전극과 유기물 사이에서의 전하 교류를 필요로 하는 소자를 의미한다.
유기광전자소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exciton)이 형성되고 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 전자소자이다.
둘째는 2 개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기물 반도체에 정공 또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 동작하는 형태의 전자소자이다.
유기광전자소자의 예로는 유기광전소자, 유기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체 드럼(organic photo conductor drum), 유기트랜지스터 등이 있으며, 이들은 모두 소자의 구동을 위하여 정공의 주입 또는 수송 물질, 전자의 주입 또는 수송 물질, 또는 발광 물질을 필요로 한다.
특히, 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 최근 평판 디스플레이(flat panel display)의 수요가 증가함에 따라 주목받고 있다. 일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다.
이러한 유기발광소자는 유기발광재료에 전류를 가하여 전기에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서 통상 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 기능성 유기물 층이 삽입된 구조로 이루어져 있다. 여기서 유기물층은 유기발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 유기발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공(hole)이, 음극에서는 전자(electron)가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만나 재결합(recombination)에 의해 에너지가 높은 여기자를 형성하게 된다. 이때 형성된 여기자가 다시 바닥상태(ground state)로 이동하면서 특정한 파장을 갖는 빛이 발생하게 된다.
최근에는, 형광 발광물질뿐 아니라 인광 발광물질도 유기발광소자의 발광물질로 사용될 수 있음이 알려졌으며, 이러한 인광 발광은 바닥상태에서 여기상태(excited state)로 전자가 전이한 후, 계간 전이(intersystem crossing)를 통해 단일항 여기자가 삼중항 여기자로 비발광 전이된 다음, 삼중항 여기자가 바닥상태로 전이하면서 발광하는 메카니즘으로 이루어진다.
상기한 바와 같이 유기발광소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하 수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다.
또한, 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다.
한편, 발광 재료로서 하나의 물질만 사용하는 경우 분자간 상호 작용에 의하여 최대 발광 파장이 장파장으로 이동하고 색순도가 떨어지거나 발광 감쇄 효과로 소자의 효율이 감소되는 문제가 발생하므로, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율과 안정성을 증가시키기 위하여 발광 재료로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
유기발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질, 발광 재료 중 호스트 및/또는 도판트 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하며, 아직까지 안정하고 효율적인 유기발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이며, 따라서 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다. 이와 같은 재료 개발의 필요성은 전술한 다른 유기광전자소자에서도 마찬가지이다.
또한, 저분자 유기발광소자는 진공 증착법에 의해 박막의 형태로 소자를 제조하므로 효율 및 수명성능이 좋으며, 고분자 유기발광소자는 잉크젯(inkjet) 또는 스핀코팅(spin coating)법을 사용하여 초기 투자비가 적고 대면적화가 유리한 장점이 있다.
저분자 유기발광소자 및 고분자 유기발광소자는 모두 자체발광, 고속응답, 광시야각, 초박형, 고화질, 내구성, 넓은 구동온도범위 등의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로 주목을 받고 있다. 특히 기존의 LCD(liquid crystal display)와 비교하여 자체발광형으로서 어두운 곳이나 외부의 빛이 들어와도 시안성이 좋으며, 백라이트가 필요 없어 LCD의 1/3수준으로 두께 및 무게를 줄일 수 있다.
또한, 응답속도가 LCD에 비해 1000배 이상 빠른 마이크로 초 단위여서 잔상이 없는 완벽한 동영상을 구현할 수 있다. 따라서, 최근 본격적인 멀티미디어 시대에 맞춰 최적의 디스플레이로 각광받을 것으로 기대되며, 이러한 장점을 바탕으로 1980년대 후반 최초 개발 이후 효율 80배, 수명 100배 이상에 이르는 급격한 기술발전을 이루어 왔고, 최근에는 40인치 유기발광소자 패널이 발표되는 등 대형화가 급속히 진행되고 있다.
대형화를 위해서는 발광 효율의 증대 및 소자의 수명 향상이 수반되어야 한다. 이를 위해 안정하고 효율적인 유기발광소자용 유기물층 재료의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 구현예에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017078950955-pat00001
상기 화학식 1에서, Ar1은 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, L은 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n은 0 내지 3 중 어느 하나의 정수이고, X1 내지 X8은 서로 독립적으로, -N- 또는 -CR'-이며, 상기 X1 내지 X8 중 어느 하나 또는 어느 두개는 -N-이고, 나머지는 -CR'-이며, R1 내지 R10 및 R'는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실아미노기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴옥시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술파모일아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술포닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬티올기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로시클로티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 우레이드기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기 또는 이들의 조합이다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 적어도 한 층 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 상기 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 유기발광소자를 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 유기광전자소자는 우수한 전기화학적 및 열적 안정성을 가지고 수명 특성이 우수하며, 낮은 구동전압에서도 높은 발광효율을 가질 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 이용하여 제조될 수 있는 유기발광소자에 대한 다양한 구현예들을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
또한 상기 치환된 할로겐기, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기 또는 시아노기 중 인접한 두 개의 치환기가 융합되어 고리를 형성할 수도 있다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "이들의 조합"이란 별도의 정의가 없는 한, 둘 이상의 치환기가 연결기로 결합되어 있거나, 둘 이상의 치환기가 축합하여 결합되어 있는 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.
알킬기는 C1 내지 C20인 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 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, 헥실기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.
"아릴(aryl)기"는 환형인 치환기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 치환기를 의미한하고, 모노시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
"헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 정공 특성이란, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다. 보다 구체적으로, 전자를 밀어내는 특성과도 유사할 수 있다.
또한 전자 특성이란, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다. 보다 구체적으로 전자를 당기는 특성과도 유사할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물을 제공할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017078950955-pat00002
상기 화학식 1에서, Ar1은 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, L은 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C6 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기 또는 이들의 조합이고, n은 0 내지 3 중 어느 하나의 정수이고, X1 내지 X8은 서로 독립적으로, -N- 또는 -CR'-이며, 상기 X1 내지 X8 중 어느 하나 또는 어느 두개는 -N-이고, 나머지는 -CR'-이며, R1 내지 R10 및 R'는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실아미노기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴옥시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술파모일아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술포닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬티올기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로시클로티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 우레이드기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기 또는 이들의 조합이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 스피로 화합물을 포함하는 코어 구조를 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 코어 구조는 카바졸 모이어티를 가질 수 있다. 이러한 코어 구조는 한 분자내에 바이폴라 특성을 가지기 때문에 유기광전자소자의 인광 호스트 재료로 사용되는 경우, 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물은 코어 부분과 코어 부분에 치환된 치환기에 다양한 또 다른 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드 갭을 갖는 화합물이 될 수 있다.
상기 화합물의 치환기에 따라 적절한 에너지 준위를 가지는 화합물을 유기광전자소자에 사용함으로써, 정공전달 능력 또는 전자전달 능력이 강화되어 효율 및 구동전압 면에서 우수한 효과를 가지고, 전기화학적 및 열적 안정성이 뛰어나 유기광전자소자 구동시 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기는, 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 바이페닐일기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 피롤릴기, 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 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 상기 L을 선택적으로 조절하여 화합물 전체의 공액(conjugation) 길이를 결정할 수 있으며, 이로부터 삼중항(triplet) 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다. 이를 통해 유기광전자소자에서 필요로 하는 재료의 특성을 구현해 낼 수 있다. 또한, 올소, 파라, 메타의 결합위치 변경을 통해서도 삼중항 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다.
상기 L의 구체적인 예로는 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 피레닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기 등이다.
보다 구체적으로, 상기 L은 서로 독립적으로, 페닐렌기일 수 있다. 상기 L이 페닐렌기인 경우, 상기 페닐렌기를 기준으로 양측 코어 부분은 오쏘, 메타 또는 파라로 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 Ar1의 범위에서 카바졸일기를 제외한 질소를 포함하는 헤테로아릴기는 제외된다.
상기 Ar1의 범위에서 카바졸일기를 제외한 질소를 포함하는 헤테로아릴기가 제외되는 경우, 화합물의 HT 특성이 증가되어 화합물 전체의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 카바졸일기를 제외한 질소를 포함하는 헤테로아릴기, 즉 ET 특성을 갖는 질소를 포함하는 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 등이 있다. 이들은 상기 Ar1의 범위에서 제외되는 것이 바람직하다.
여기서, HT 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, ET 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.
보다 구체적으로, Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다. 이러한 경우, 화합물의 분자량이 작으면서 HT 특성이 증가되어 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 하기 화학식 S-1로 표시되는 치환기일 수 있다. 정공 특성이 강한 아릴아민 치환체를 이용하면 화합물의 정공 특성이 증가되어 화합물의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
[화학식 S-1]
Figure 112017078950955-pat00003
상기 화학식 S-1에서, Ar2 및 Ar3은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, *은 연결 지점이다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 하기 화학식 S-2로 표시되는 치환기일 수 있다. 보다 구체적으로, 정공 특성이 강한 치환체를 이용하면 화합물의 정공 특성이 증가되어 화합물의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
[화학식 S-2]
Figure 112017078950955-pat00004
상기 화학식 S-2에서, X9는 -NR'-, -O- 또는 -S-이고, R11 및 R12 및 R'는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실아미노기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴옥시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술파모일아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술포닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬티올기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로시클로티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 우레이드기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기 또는 이들의 조합이고, *은 연결 지점이다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 하기 화학식 S-3으로 표시되는 치환기일 수 있다. 정공 특성이 강한 카바졸 유도체의 치환체를 이용하면 화합물의 정공 특성이 증가되어 화합물의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
[화학식 S-3]
Figure 112017078950955-pat00005
상기 화학식 S-3에서, R11 및 R12는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 시아노기, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아민기, 니트로기, 카르복실기, 페로세닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 아실아미노기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알콕시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴옥시카르보닐아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술파모일아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 술포닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬티올기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로시클로티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 우레이드기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 실릴기 또는 이들의 조합이고, *은 연결 지점이다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 하기 화학식 S-4로 표시되는 치환기일 수 있다. 이러한 경우, 화합물의 분자량이 증가하고 구조적인 뒤틀림으로 Tg가 증가하여 열안정성이 증가할 수 있다.
[화학식 S-4]
Figure 112017078950955-pat00006
상기 화학식 S-4에서, *은 연결 지점이다.
보다 구체적으로, 상기 Ar1은 하기 화학식 S-5 또는 S-6으로 표시되는 치환기일 수 있다. 이러한 경우, 분자량이 작으면서 정공 특성이 증가되어 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
[화학식 S-5] [화학식 S-6]
Figure 112017078950955-pat00007
Figure 112017078950955-pat00008
상기 화학식 S-5 및 S-6에서, *은 연결 지점이다.
보다 구체적으로, 상기 X1 내지 X8 중 어느 하나가 -N-이며, 상기 X4가 -N-일 수 있다. 이러한 경우, 전자 특성이 개선되어 화합물의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 X1 내지 X8 중 어느 두개가 -N-이며, 상기 X1 및 X3이 -N-이거나, X2 및 X4가 -N-일 수 있다. 이러한 경우, 전자 특성이 개선되어 화합물의 바이폴라 특성이 개선될 수 있다.
상기 X1 및 X3이 -N-이며, X2는 -C(Ph)-일 수 있다. 이러한 경우, 분자내 전자의 비편재화를 줄임으로써 분자의 안정성을 증가시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 X2 및 X4이 -N-이며, X3는 -C(Ph)-일 수 있다. 이러한 경우, 분자내 전자의 비편재화를 줄임으로써 분자의 안정성을 증가시킬 수 있다.
상기 X1 내지 X4 중 어느 하나가 -N-이며, 상기 X5 내지 X8 중 어느 하나가 -N-일 수 있다. 이러한 경우, 분자 내 전자의 비편재화를 줄임으로써 분자의 안정성을 증가시킬 수 있다.
상기 X1 내지 X4 중 어느 두개가 -N-이며, 상기 X5 내지 X8 중 어느 두개가 -N-일 수 있다. 이러한 경우, 분자 내 전자의 비편재화를 줄임으로써 분자의 안정성을 증가시킬 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 상기 유기광전자소자용 화합물은 하기 구체적인 화합물 구조 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure 112017078950955-pat00009
Figure 112017078950955-pat00010
Figure 112017078950955-pat00011
Figure 112017078950955-pat00012
Figure 112017078950955-pat00013
Figure 112017078950955-pat00014
Figure 112017078950955-pat00015
Figure 112017078950955-pat00016
Figure 112017078950955-pat00017
Figure 112017078950955-pat00018
Figure 112017078950955-pat00019
Figure 112017078950955-pat00020
Figure 112017078950955-pat00021
Figure 112017078950955-pat00022
Figure 112017078950955-pat00023
Figure 112017078950955-pat00024
Figure 112017078950955-pat00025
Figure 112017078950955-pat00026
Figure 112017078950955-pat00027
Figure 112017078950955-pat00028
Figure 112017078950955-pat00029
Figure 112017078950955-pat00030
Figure 112017078950955-pat00031
Figure 112017078950955-pat00032
Figure 112017078950955-pat00033
Figure 112017078950955-pat00034
Figure 112017078950955-pat00035
Figure 112017078950955-pat00036
Figure 112017078950955-pat00037
Figure 112017078950955-pat00038
Figure 112017078950955-pat00039
Figure 112017078950955-pat00040
Figure 112017078950955-pat00041
Figure 112017078950955-pat00042
Figure 112017078950955-pat00043
Figure 112017078950955-pat00044
상기 유기광전자소자용 화합물은 유기발광소자의 발광층 재료로 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유기광전자소자용 화합물은 유기발광소자의 발광층 재료로 이용되는 경우, 하기 화학식 D-1로 표시되는 도펀트를 더 포함할 수 있다.
[화학식 D-1]
Figure 112017078950955-pat00045
상기 화학식 D-1에서, R13 내지 R20은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이며, 인접한 두개의 치환기는 융합고리를 형성할 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 실릴기의 구체적인 예로는, 트리메틸실릴기, 트리아릴실릴기, 디알킬아릴실릴기, 디아릴알킬실릴기 등이 있다. 상기 유기발광소자에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 한 층 이상의 유기박막층을 포함하고, 상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 상기 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 것인 유기광전자소자를 제공한다.
상기 유기광전자소자용 화합물은 유기박막층에 사용되어 유기광전자소자의 수명 특성, 효율 특성, 전기화학적 안정성 및 열적 안정성을 향상시키며, 구동전압을 낮출 수 있다.
상기 유기박막층은 구체적으로, 발광층일 수 있다.
상기 유기광전자소자는 유기발광소자, 유기광전소자, 유기태양전지, 유기트랜지스터, 유기 감광체 드럼 또는 유기메모리소자일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 유기광전자소자는 유기발광소자일 수 있다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 유기발광소자의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자(100)는 서로 마주하는 양극(120)과 음극(110), 그리고 양극(120)과 음극(110) 사이에 위치하는 유기박막층(105)을 포함한다.
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(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO와 Al 또는 SnO2와 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, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유기박막층(105)은 전술한 화합물을 포함하는 발광층(130)을 포함한다.
발광층(130)은 예컨대 전술한 화합물을 단독으로 포함할 수도 있고 전술한 화합물 중 적어도 두 종류를 혼합하여 포함할 수도 있고 전술한 화합물과 다른 화합물을 혼합하여 포함할 수도 있다. 전술한 화합물과 다른 화합물을 혼합하여 포함하는 경우, 예컨대 호스트(host)와 도펀트(dopant)의 형태로 포함될 수 있으며, 전술한 화합물은 예컨대 호스트로 포함될 수 있다. 상기 호스트는 예컨대 인광 호스트 또는 형광 호스트일 수 있으며, 예컨대 그린 인광 호스트일 수 있다.
전술한 화합물이 호스트로 포함되는 경우, 도펀트는 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며 공지된 도펀트 중에서 선택될 수 있다.
도 2를 참고하면, 유기 발광 소자(200)는 발광층(230) 외에 정공 보조층(140)을 더 포함한다. 정공 보조층(140)은 양극(120)과 발광층(230) 사이의 정공 주입 및/또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 정공 보조층(140)은 예컨대 정공 수송층, 정공 주입층 및/또는 전자 차단층일 수 있으며, 적어도 1층을 포함할 수 있다. 전술한 화합물은 발광층(230) 및/또는 정공 보조층(140)에 포함될 수 있다.
도 1 또는 도 2의 유기박막층(105)는 도시하지는 않았지만, 전자주입층, 전자수송층, 보조전자수송층, 정공수송층, 보조정공수송층, 정공주입층 또는 이들의 조합층을 추가로 더 포함할 수 있다. 본 발명의 화합물은 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.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 유기광전자소자를 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시예
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
(유기광전자소자용 화합물의 제조)
실시예 1: 화학식 A-1　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-1의 화합물을 하기 반응식 1과　같은 6단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 1]
Figure 112017078950955-pat00046
[화학식 A-1]
제 1 단계; 중간체 생성물(A)의 합성
　2-브로모아이오도벤젠 20.0 g (70.70 mmol), 2-피리딜보로닉에스터 14.50 g (70.70 mmol) 및 K2CO3 14.66 g (106.04 mmol), Pd(PPh3)4 1.63 g (1.41 mmmol) 을 톨루엔 300 ml, 증류수 150 ml에 현탁 시킨 후 질소기류 하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 상기 반응액을 디클로로메탄으로 추출 하고 실리카겔로 필터 한 후 감압 증류 하고, 헥산 : 에틸아세테이트 = 8 : 2(v/v) 으로 실리카컬럼한 뒤, 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 중간체 생성물 (A) 11.92g (수율 : 72 %)를 수득하였다.
　
제 2 단계; 중간체 생성물(B)의 합성
합성 제 1 단계에서 합성한 중간체 생성물 (A) 25.0 g (106.80　mmol)과 테트라하이드로퓨란 400 mL 에 현탁하고 -78℃에서 n-BuLi 55.53 mL (138.84　mmol)　을 천천히 넣는다. -78℃에서 3시간 교반 후 2-브로모플루오레논 30.44 g (117.48 mol) 을 천천히 넣고 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 암모늄클로라이드 수용액으로 반응을 종료한 후 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 에틸아세테이트 = 5 : 5 (v/v) 으로 실리카겔 컬럼 하여 중간체 생성물 (B) 35.0 g (수율 : 79 %)을 수득하였다.
　
제 3　단계: 중간체 생성물 (C)의 합성
중간체 생성물 (B) 35.0 g (84.48　mmol)과 아세틱에시드 500 mL 에 현탁하고 상온에서 CH3SO3H 16.5 mL (253.45 mmol) 을 천천히 넣는다. 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 나트륨 바이카보네이트 수용액 250 mL 으로 반응을 종료한 후 생성된 고체는 필터하고 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 6 : 4(v/v) 로 실리카겔 컬럼 하여 중간체 생성물 (D) 26.8 g (수율 : 80 %)을 수득하였다.
　
제 4　단계: 중간체 생성물 (D)의 합성
중간체 생성물 (C) 25.0 g (63.09 mmol), 2-니트로벤젠 보론산 11.58 g (69.40 mmol) 및 탄산칼륨 13.08 g (94.63 mmol), 테트라키스-(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 1.46 g (1.26 mmmol) 을 톨루엔 250 ml, 증류수 200 ml에 현탁 시킨 후 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 상기 반응액을 디클로로메탄으로 추출 하고 실리카겔로 필터 한 후 감압 증류 하고, 실리카컬럼하여 중간체 생성물 (D) 19.9 g (수율 : 72 %)를 수득하였다.
　
제 5　단계: 중간체 생성물 (E)의 합성
　중간체 생성물 (D) 15.0 g (34.21 mmol) 과 트리에틸포스파이트 29.8 mL (171.05 mmol) 를 질소 기류 하에서 4 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 반응 용매를 제거하고, 헥산 : 디클로로메탄 = 6 : 4 (v/v) 으로 실리카컬럼하여 중간체 생성물 (E) 10.8 g (수율 : 78 %) 를 수득하였다.
　
제 6　단계: 화학식 A-1 의 합성
중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 브로모벤젠 5.79 g (36.90 mmol), NaO(t-Bu) 4.73 g (49.20 mmol), Pd2(dba)3 1.35 g (1.48 mmmol) 을 톨루엔 170 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 3.51 mL (14.76 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-1의 화합물 10.3 g (수율 : 87 %)을 수득하였다.
실시예 2: 화학식 A-2　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-2의 화합물을 하기 반응식 2와　같은 3단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 2]
Figure 112017078950955-pat00047
제 1　단계: 중간체 생성물 (F)의 합성
2-보로닉에시드 9-페닐카바졸 30.0 g (104.49 mmol), 2-브로모아이오도벤젠 44.34 g (156.73 mmol) 및 탄산칼륨 43.32 g (313.47 mmol), 테트라키스-(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) 2.41 g (2.09 mmmol) 을 톨루엔 420 ml, 증류수 210 ml에 현탁 시킨 후 12 시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 상기 반응액을 디클로로메탄으로 추출 하고 실리카겔로 필터 한 후 감압 증류하고, 실리카컬럼하여 중간체 생성물 (F) 28.30 g (수율 : 68 %)를 수득하였다.
제 2 단계; 중간체 생성물(G)의 합성
합성 제 1 단계에서 합성한 중간체 생성물 (F) 35.37 g (88.80　mmol)과 테트라하이드로퓨란 180 mL 에 현탁하고 -78℃에서 n-BuLi 43.0 mL (106.56　mmol)　을 천천히 넣는다. -78℃에서 3시간 교반 후 9H-인데노[2,1-d]피리미딘-9-온(9H-indeno[2,1-d]pyrimidine-9-one) 8.09 g (44.40 mol) 을 천천히 넣고 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 암모늄클로라이드 수용액으로 반응을 종료한 후 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터하여 중간체 생성물 (G) 17.59 g (수율 : 79 %)을 수득하였다.
제 3　단계: 화학식 A-2 의 합성
합성 제 2 단계에서 합성한 중간체 생성물 (G) 17.59 g (35.07 mmol)과 테트라하이드로퓨란 140 mL 에 현탁하고, 0℃하에서 BF3(C2H5)2O 6.49 mL (52.61 mmol) 을 천천히 넣는다. 0℃에서 12시간 교반 후 반응 종료 후 소듐바이카보네이트 수용액으로 quenching 후 반응을 종료하고, 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 8 : 2(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-2의 화합물 11.87 g (수율 : 70 %)을 수득하였다.
실시예 3: 화학식 A-3　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-3의 화합물을 하기 반응식 3과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 3]
Figure 112017078950955-pat00048
[화학식 A-3]
제 1　단계: 화학식 A-3 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 4-브로모페닐 9-페닐카바졸 11.89 g (36.90 mmol), NaO(t-Bu) 4.73 g (49.20 mmol), Pd2(dba)3 1.35 g (1.48 mmmol) 을 톨루엔 170 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 3.51 mL (14.76 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 8 : 2(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-3의 화합물 13.54 g (수율 : 85 %)을 수득하였다.
실시예 4: 화학식 A-4　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-4의 화합물을 하기 반응식 4과　같은 2단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 4]
Figure 112017078950955-pat00049
제 1 단계; 중간체 생성물(H)의 합성
반응식 2에서 합성한 중간체 생성물 (F) 35.37 g (88.80　mmol)과 테트라하이드로퓨란 180 mL 에 현탁하고 -78℃에서 n-BuLi 43.0 mL (106.56　mmol)　을 천천히 넣는다. -78℃에서 3시간 교반 후 5H-Cyclopenta dipyridin-5-one 8.09 g (44.40 mol) 을 천천히 넣고 24시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 암모늄클로라이드 수용액으로 반응을 종료한 후 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터하여 중간체 생성물 (H) 18.04 g (수율 : 81 %)을 수득하였다.
제 2　단계: 화학식 A-4 의 합성
중간체 생성물 (H) 18.00 g (35.89 mmol)과 테트라하이드로퓨란 145 mL 에 현탁하고, 0℃하에서 BF3(C2H5)2O 6.64 mL (53.84 mmol) 을 천천히 넣는다. 0℃에서 12시간 교반 후 반응 종료 후 소듐바이카보네이트 수용액으로 quenching 후 반응을 종료하고, 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 8 : 2(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-4의 화합물 12.50 g (수율 : 72 %)을 수득하였다.
실시예 5: 화학식 A-5　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-5의 화합물을 하기 반응식 5과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 5]
Figure 112017078950955-pat00050
제 1　단계: 화학식 A-5 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 4-브로모페닐 디벤조퓨란 11.93 g (36.90 mmol), NaO(t-Bu) 4.73 g (49.20 mmol), Pd2(dba)3 1.35 g (1.48 mmmol) 을 톨루엔 170 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 3.51 mL (14.76 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-5의 화합물 13.57 g (수율 : 85 %)을 수득하였다.
실시예 ad-1: 화학식 A-6　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-6의 화합물을 하기 반응식 6과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 6]
Figure 112017078950955-pat00051
제 1　단계: 화학식 A-6 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 5-브로모터페닐 9.13 g (29.52 mmol), NaO(t-Bu) 3.55 g (36.90 mmol), Pd2(dba)3 0.68 g (0.74 mmmol) 을 톨루엔 98 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 0.36 mL (1.48 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-6의 화합물 11.71 g (수율 : 75 %)을 수득하였다.
실시예 ad-2: 화학식 A-7　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-7의 화합물을 하기 반응식 7과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 7]
Figure 112017078950955-pat00052
제 1　단계: 화학식 A-7 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 4-브로모바이페닐 6.88 g (29.52 mmol), NaO(t-Bu) 3.54 g (36.90 mmol), Pd2(dba)3 0.68 g (0.74 mmmol) 을 톨루엔 98 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 0.36 mL (1.48 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-7의 화합물 11.00 g (수율 : 80 %)을 수득하였다.
실시예 ad-3: 화학식 A-8　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-8의 화합물을 하기 반응식 8과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 8]
Figure 112017078950955-pat00053
제 1　단계: 화학식 A-8 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 3-브로모 9-페닐카바졸 9.51 g (29.52 mmol), NaO(t-Bu) 3.55 g (36.90 mmol), Pd2(dba)3 0.68 g (0.74 mmmol) 을 톨루엔 98 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 0.36 mL (1.48 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-8의 화합물 12.75 g (수율 : 68 %)을 수득하였다.
실시예 ad-4: 화학식 A-9　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-9의 화합물을 하기 반응식 9과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 9]
Figure 112017078950955-pat00054
제 1　단계: 화학식 A-9 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 4-브로모페닐다이페닐아민 9.57 g (29.52 mmol), NaO(t-Bu) 3.55 g (36.90 mmol), Pd2(dba)3 0.68 g (0.74 mmmol) 을 톨루엔 98 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 0.36 mL (1.48 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-9의 화합물 9.59 g (수율 : 60 %)을 수득하였다.
실시예 ad-5: 화학식 A-10　화합물의 합성
본 발명의 유기광전소자용 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 상기 화학식 A-10의 화합물을 하기 반응식 10과　같은 1단계 경로를 통해 합성하였다.
[반응식 10]
Figure 112017078950955-pat00055
제 1　단계: 화학식 A-10 의 합성
반응식 1에서 합성한 중간체 생성물 (E) 10.0 g (24.60 mmol) 과 바이페닐(4-브로모페닐)페닐아민 11.81 g (29.52 mmol), NaO(t-Bu) 3.55 g (36.90 mmol), Pd2(dba)3 0.68 g (0.74 mmmol) 을 톨루엔 98 mL 에 현탁 시킨 후 P(t-Bu)3 0.36 mL (1.48 mmol) 를 넣고 질소기류하에서 24 시간 동안 환류 교반하였다. 디클로로메탄과 증류수로 추출하고 유기층을 실리카겔 필터한다. 유기 용액을 제거하고 헥산 : 디클로로메탄 = 7 : 3(v/v) 으로 실리카겔 컬럼하여 생성물 고체를 디클로로메탄과 노말헥산으로 재결정하여 화학식 A-10의 화합물 12.86 g (수율 : 72 %)을 수득하였다.
(유기발광소자의 제조)
실시예 6
구체적으로, 유기발광소자의 제조방법을 설명하면, 양극은 15 Ω/cm2의 면저항값을 가진 ITO 유리 기판을 50 mm × 50 mm × 0.7 mm의 크기로 잘라서 아세톤과 이소프로필알코올과 순수물 속에서 각 15 분 동안 초음파 세정한 후, 30 분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극을 양극으로 사용하여 ITO 기판 상부에 하기 HTM 화합물을 진공 증착하여 1200Å두께의 정공 주입층을 형성하였다.
[HTM]
Figure 112017078950955-pat00056
상기 실시예 1에서 합성된 화합물을 호스트로 사용하고, 인광 그린 도판트로 하기 PhGD 화합물을 7 중량%로 도핑하여 진공증학으로 300Å 두께의 발광층을 형성하였다. 양극으로는 ITO를 1000 Å의 두께로 사용하였고, 음극으로는 알루미늄(Al)을 1000 Å의 두께로 사용하였다.
[PhGD]
Figure 112017078950955-pat00057
그 후 상기 발광층 상부에 BAlq [Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum] 50Å 및 Alq3 [Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium] 250Å 를 순차적으로 적층하여 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 상부에 LiF 5Å과 Al 1000Å을 순차적으로 진공 증착하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제조하였다.
[BAlq] [Alq3]
Figure 112017078950955-pat00058
Figure 112017078950955-pat00059
실시예 7
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 2에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 8
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 3에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 9
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 4에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 10
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 5에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 ad-6
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 ad-1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 ad-7
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 ad-2에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 ad-8
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 ad-3에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 ad-9
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 ad-4에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 ad-10
발광층으로 실시예 1에서 제조된 화합물을 사용한 것을 대신하여, 실시예 ad-5에서 제조된 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일하게 실시하여 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 합성된 화합물을 발광층의 호스트로 사용한 것을 대신하여, 4,4-N,N-다이카바졸바이페닐(CBP)를 발광층의 호스트로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
(유기발광소자의 성능 측정)
상기 실시예 6 내지 10, ad-6 내지 ad-10, 및 비교예 1에서 제조된 각각의 유기발광소자에 대하여 전압에 따른 전류밀도 변화, 휘도변화 및 발광효율을 측정하였다. 구체적인 측정방법은 다음과 같고, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0 V 부터 10 V까지 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 0 V 부터 10 V까지 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 전류효율(cd/A) 및 전력효율(lm/W)을 계산하였다.
분류 구동전압
(Vd, V)		 전류효율
(cd/A)		 전력효율
(lm/W)		 휘도
(cd/m2)		 색좌표
(CIEx)		 색좌표
(CIEy)
비교예 1 4.87 45.1 29.1 3000 0.328 0.628
실시예 6 5.12 55.4 34.0 3000 0.329 0.618
실시예 7 5.15 53.2 32.4 3000 0.332 0.621
실시예 8 5.24 54.7 32.8 3000 0.338 0.629
실시예 9 5.32 52.6 31.0 3000 0.328 0.627
실시예 10 5.10 51.9 32.0 3000 0.330 0.621
실시예 ad-6 5.21 62.06 37.40 3000 0.332 0.630
실시예 ad-7 4.98 56.78 35.80 3000 0.329 0.627
실시예 ad-8 5.30 58.91 34.90 3000 0.331 0.628
실시예 ad-9 5.09 52.68 32.50 3000 0.329 0.627
실시예 ad-10 5.08 53.55 33.10 3000 0.328 0.627
비교물질인 CBP를 발광층의 호스트로 적용한 비교예 1 보다 실시예 6 내지 10, 및 실시예 ad-6 내지 ad-10의 소자에서, 소자의 효율이 향상됨을 확인하였다.
　
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.
100 : 유기발광소자 110 : 음극
120 : 양극 105 : 유기박막층
130 : 발광층 140 : 정공 수송층

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112017078950955-pat00060

    상기 화학식 1에서,
    Ar1은 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
    L은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
    n은 0 또는 1의 정수이고,
    X1 내지 X8은 서로 독립적으로, -N- 또는 -CR'-이며, 상기 X1 내지 X8 중 어느 하나 또는 어느 두개는 -N-이고, 나머지는 -CR'-이며,
    R1 내지 R10 및 R'는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1의 범위에서 카바졸일기를 제외한 질소를 포함하는 헤테로아릴기는 제외되는 것인 유기광전자소자용 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 X4가 -N-인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X1 및 X3이 -N-이거나, X2 및 X4가 -N-인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 X1 및 X3이 -N-이며, X2는 -C(Ph)-인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 X2 및 X4이 -N-이며, X3는 -C(Ph)-인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 X1 내지 X4 중 어느 하나가 -N-이며, 상기 X5 내지 X8 중 어느 하나가 -N-인 것인 유기광전자소자용 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 S-1로 표시되는 것인 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 S-1]
    Figure 112017078950955-pat00061

    상기 화학식 S-1에서,
    Ar2 및 Ar3은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
    *은 연결 지점이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 S-2로 표시되는 것인 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 S-2]
    Figure 112017078950955-pat00062

    상기 화학식 S-2에서,
    X9는 -NR'-, -O- 또는 -S-이고,
    R11 및 R12 및 R'는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
    *은 연결 지점이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 S-3으로 표시되는 것인 유기광전자소자용 화합물:
    [화학식 S-3]
    Figure 112017078950955-pat00063

    상기 화학식 S-3에서,
    R11 및 R12는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
    *은 연결 지점이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 S-5 또는 S-6으로 표시되는 것인 유기광전자소자용 화합물.
    [화학식 S-5] [화학식 S-6]
    Figure 112017078950955-pat00064
    Figure 112017078950955-pat00065

    상기 화학식 S-5 및 S-6에서,
    *은 연결 지점이다.
  12. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 적어도 한 층 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서,
    상기 유기박막층 중 적어도 어느 한 층은 상기 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유기광전자소자용 화합물을 포함하는 것인 유기발광소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유기박막층은 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것인 유기발광소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유기광전자소자용 화합물은 발광층 내에 포함되는 것인 유기발광소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 D-1로 표시되는 도펀트를 더 포함하는 것인 유기발광소자:
    [화학식 D-1]
    Figure 112017078950955-pat00066

    상기 화학식 D-1에서,
    R13 내지 R20은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 아미노기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 실릴기이며, 인접한 두개의 치환기는 융합고리를 형성할 수 있다.
  16. 제12항의 유기발광소자를 포함하는 표시장치.
KR1020170103666A 2012-12-31 2017-08-16 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치 KR101811327B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120158476 2012-12-31
KR20120158476 2012-12-31

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146635A Division KR20140088003A (ko) 2012-12-31 2013-11-28 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170098759A KR20170098759A (ko) 2017-08-30
KR101811327B1 true KR101811327B1 (ko) 2017-12-26

Family

ID=51021595

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146635A KR20140088003A (ko) 2012-12-31 2013-11-28 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR1020170103666A KR101811327B1 (ko) 2012-12-31 2017-08-16 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146635A KR20140088003A (ko) 2012-12-31 2013-11-28 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR20140088003A (ko)
WO (1) WO2014104600A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424977B1 (ko) 2015-04-14 2022-07-26 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102630644B1 (ko) 2015-12-17 2024-01-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
CN105754589B (zh) * 2016-04-08 2017-12-12 中节能万润股份有限公司 电子传输材料、其制备方法及包括该电子传输材料的有机电致发光器件
KR102643638B1 (ko) * 2016-09-13 2024-03-06 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102405134B1 (ko) 2017-10-31 2022-06-08 삼성디스플레이 주식회사 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20220021651A (ko) * 2020-08-14 2022-02-22 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물, 복수 종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011068330A2 (ko) 2009-12-01 2011-06-09 에스케이텔레콤 주식회사 인터 예측 프레임 생성장치 및 그 생성방법, 및 거기에 이용되는 참조 프레임 보간장치 및 그 방법
WO2012050371A1 (en) 2010-10-13 2012-04-19 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Novel compounds for organic electronic material and organic electroluminescent device using the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101247626B1 (ko) * 2008-09-04 2013-03-29 제일모직주식회사 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
DE102009031021A1 (de) * 2009-06-30 2011-01-05 Merck Patent Gmbh Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen
KR101245243B1 (ko) * 2009-12-16 2013-03-19 덕산하이메탈(주) 스피로 카바졸 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 단말
KR20110100762A (ko) * 2010-03-05 2011-09-15 덕산하이메탈(주) 스파이로 골격을 포함하는 스파이로 카바졸 화합물 및 이를 이용한 유기전자소자, 그 단말

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011068330A2 (ko) 2009-12-01 2011-06-09 에스케이텔레콤 주식회사 인터 예측 프레임 생성장치 및 그 생성방법, 및 거기에 이용되는 참조 프레임 보간장치 및 그 방법
WO2012050371A1 (en) 2010-10-13 2012-04-19 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Novel compounds for organic electronic material and organic electroluminescent device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014104600A1 (ko) 2014-07-03
KR20140088003A (ko) 2014-07-09
KR20170098759A (ko) 2017-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101453768B1 (ko) 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR101432599B1 (ko) 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
EP2796530B2 (en) Compound for an organic optoelectronic element, organic light-emitting element comprising same, and display device comprising the organic light-emitting element
KR101506999B1 (ko) 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR101531612B1 (ko) 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR101297158B1 (ko) 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
KR101811327B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
EP2799515A1 (en) Compound for organic optoelectric device, organic light-emitting diode including same, and display device including organic light-emitting diode
KR101474801B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20140087647A (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR101566530B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20140087996A (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20140087882A (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20140096203A (ko) 유기광전자소자용 재료, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR101497136B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20140045153A (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR101474800B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
JP2016500669A (ja) 有機光電子素子用化合物、これを含む有機発光素子および前記有機発光素子を含む表示装置
KR101627748B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR101507000B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR20160050361A (ko) 화합물, 이를 포함하는 유기 광전자 소자 및 표시장치
KR20150009370A (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
KR101548159B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
JP2016526030A (ja) 有機光電子素子用化合物、これを含む有機発光素子および前記有機発光素子を含む表示装置
KR101515431B1 (ko) 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right