KR102292406B1 - 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents
유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102292406B1 KR102292406B1 KR1020210057313A KR20210057313A KR102292406B1 KR 102292406 B1 KR102292406 B1 KR 102292406B1 KR 1020210057313 A KR1020210057313 A KR 1020210057313A KR 20210057313 A KR20210057313 A KR 20210057313A KR 102292406 B1 KR102292406 B1 KR 102292406B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- layer
- formula
- organic
- ring
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 84
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 217
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 62
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 45
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 44
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 43
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 38
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000003837 (C1-C20) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 22
- 125000006736 (C6-C20) aryl group Chemical group 0.000 claims description 21
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims description 20
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 claims description 19
- 125000005567 fluorenylene group Chemical group 0.000 claims description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 10
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 10
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 10
- 125000006649 (C2-C20) alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000003860 C1-C20 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000003358 C2-C20 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 claims description 9
- AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N oxophosphane Chemical compound P=O AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 claims description 9
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims description 8
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-VVKOMZTBSA-N Dideuterium Chemical compound [2H][2H] UFHFLCQGNIYNRP-VVKOMZTBSA-N 0.000 claims 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 72
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 56
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 55
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 28
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 14
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- -1 and the like Inorganic materials 0.000 description 12
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 11
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 11
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 8
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 7
- 150000003413 spiro compounds Chemical class 0.000 description 7
- HAPOJKSPCGLOOD-UHFFFAOYSA-N Benzo[b]fluorene Chemical compound C1=CC=C2C=C3CC4=CC=CC=C4C3=CC2=C1 HAPOJKSPCGLOOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 6
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 6
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZHQNDEHZACHHTA-UHFFFAOYSA-N 9,9-dimethylfluorene Chemical compound C1=CC=C2C(C)(C)C3=CC=CC=C3C2=C1 ZHQNDEHZACHHTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 4
- 238000000434 field desorption mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 4
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 125000001622 2-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C(*)C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 3
- SNFCXVRWFNAHQX-UHFFFAOYSA-N 9,9'-spirobi[fluorene] Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C21C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C21 SNFCXVRWFNAHQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BKQXUNGELBDWLS-UHFFFAOYSA-N 9,9-diphenylfluorene Chemical compound C1=CC=CC=C1C1(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C2=CC=CC=C21 BKQXUNGELBDWLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PQJUJGAVDBINPI-UHFFFAOYSA-N 9H-thioxanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3SC2=C1 PQJUJGAVDBINPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GKPVPZKPIQGINT-UHFFFAOYSA-N C1=CC2=C(C=C1)C1(C3=CC=CC=C3C3=C1C=C1C=CC=CC1=C3)C1=C2C=CC=C1 Chemical compound C1=CC2=C(C=C1)C1(C3=CC=CC=C3C3=C1C=C1C=CC=CC1=C3)C1=C2C=CC=C1 GKPVPZKPIQGINT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- YUFRAQHYKKPYLH-UHFFFAOYSA-N benzo[f]quinoxaline Chemical compound C1=CN=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=N1 YUFRAQHYKKPYLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 3
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ICPSWZFVWAPUKF-UHFFFAOYSA-N 1,1'-spirobi[fluorene] Chemical compound C1=CC=C2C=C3C4(C=5C(C6=CC=CC=C6C=5)=CC=C4)C=CC=C3C2=C1 ICPSWZFVWAPUKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Chemical compound C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 9-[4-(4-carbazol-9-ylphenyl)phenyl]carbazole Chemical group C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N Triphenylene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBVBNCGJVKIEHH-UHFFFAOYSA-N [1]benzofuro[3,2-b]pyridine Chemical compound C1=CN=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 FBVBNCGJVKIEHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ITOKSWHFPQBNSE-UHFFFAOYSA-N [1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine Chemical compound N1=CN=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 ITOKSWHFPQBNSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 2
- PQIUGRLKNKSKTC-UHFFFAOYSA-N benzo[h]quinazoline Chemical compound N1=CN=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 PQIUGRLKNKSKTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WZJYKHNJTSNBHV-UHFFFAOYSA-N benzo[h]quinoline Chemical compound C1=CN=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 WZJYKHNJTSNBHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K bis[(2-methylquinolin-8-yl)oxy]-(4-phenylphenoxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC([O-])=CC=C1C1=CC=CC=C1 UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N dibenzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- UEEXRMUCXBPYOV-UHFFFAOYSA-N iridium;2-phenylpyridine Chemical compound [Ir].C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1.C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1.C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 UEEXRMUCXBPYOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N lichenxanthone Natural products COC1=CC(O)=C2C(=O)C3=C(C)C=C(OC)C=C3OC2=C1 QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 125000006574 non-aromatic ring group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=CC=CC=C21 XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N sodium tert-butoxide Chemical compound [Na+].CC(C)(C)[O-] MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 2
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 125000001834 xanthenyl group Chemical group C1=CC=CC=2OC3=CC=CC=C3C(C12)* 0.000 description 2
- 125000006757 (C2-C30) heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRXBTDWNHVBEIC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethyl-9h-fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=C(C)C(C)=CC=C3C2=C1 CRXBTDWNHVBEIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC=NC2=C1 BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZKOMUDCMCEDTM-UHFFFAOYSA-N 1,7-phenanthroline Chemical compound C1=CC=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=N1 OZKOMUDCMCEDTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFMJAFCTEHLDQG-UHFFFAOYSA-N 1-phenyl-11H-benzo[a]carbazole Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C1=CC=CC=2C1=C1NC3=CC=CC=C3C1=CC2 FFMJAFCTEHLDQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBTOLQFRGURPJH-UHFFFAOYSA-N 1-phenyl-9h-carbazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC2=C1NC1=CC=CC=C12 FBTOLQFRGURPJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LAVLDGSVWFEKJG-UHFFFAOYSA-N 10-phenylphenoxazine Chemical compound C12=CC=CC=C2OC2=CC=CC=C2N1C1=CC=CC=C1 LAVLDGSVWFEKJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZMSYXZUNZXBOL-UHFFFAOYSA-N 10H-phenoxazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3OC2=C1 TZMSYXZUNZXBOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIXBHJUDXSXBMK-UHFFFAOYSA-N 11,11-diphenylbenzo[b]fluorene Chemical compound C1=CC=CC(=C1)C1(C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C2=CC=CC=C12)C1=CC=CC=C1 DIXBHJUDXSXBMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYKQKWIPLZEVOW-UHFFFAOYSA-N 11h-benzo[a]carbazole Chemical compound C1=CC2=CC=CC=C2C2=C1C1=CC=CC=C1N2 MYKQKWIPLZEVOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AELZBFQHFNMGJS-UHFFFAOYSA-N 1h-1-benzosilole Chemical compound C1=CC=C2[SiH2]C=CC2=C1 AELZBFQHFNMGJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIYWOHBEPVGIQN-UHFFFAOYSA-N 1h-benzo[g]indole Chemical compound C1=CC=CC2=C(NC=C3)C3=CC=C21 HIYWOHBEPVGIQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLLLJCACIRKBDT-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1H-indole Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C=C1C1=CC=CC=C1 KLLLJCACIRKBDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALIHHRJMNTXXJT-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1h-benzo[g]indole Chemical compound N1C(C2=CC=CC=C2C=C2)=C2C=C1C1=CC=CC=C1 ALIHHRJMNTXXJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGEVROQFKHXUQA-UHFFFAOYSA-N 71012-25-4 Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C2=C1C1=CC=CC=C1N2 BGEVROQFKHXUQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QFPVHUJPACOOEB-UHFFFAOYSA-N 9-naphthalen-2-yl-9-phenylfluorene Chemical compound c1ccc(cc1)C1(c2ccccc2-c2ccccc12)c1ccc2ccccc2c1 QFPVHUJPACOOEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKEBGAUJUHZNNU-UHFFFAOYSA-N 9h-pyrrolo[2,3-f]quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=C(NC=C3)C3=CC=C21 QKEBGAUJUHZNNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MAOJTGOOFNUUJL-UHFFFAOYSA-N C1=CC=CC2=C3OC4=CC=C(C=CC=C5)C5=C4OC3=CC=C21 Chemical compound C1=CC=CC2=C3OC4=CC=C(C=CC=C5)C5=C4OC3=CC=C21 MAOJTGOOFNUUJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYWNGEYOXQESBM-UHFFFAOYSA-N [1]benzofuro[2,3-b]pyrazine Chemical compound C1=CN=C2C3=CC=CC=C3OC2=N1 HYWNGEYOXQESBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDJHJMOTVCXUGP-UHFFFAOYSA-N [1]benzofuro[2,3-d]pyrimidine Chemical compound C1=NC=C2C3=CC=CC=C3OC2=N1 HDJHJMOTVCXUGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WIUZHVZUGQDRHZ-UHFFFAOYSA-N [1]benzothiolo[3,2-b]pyridine Chemical compound C1=CN=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 WIUZHVZUGQDRHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OICJTSLHQGDCTQ-UHFFFAOYSA-N [1]benzothiolo[3,2-d]pyrimidine Chemical compound N1=CN=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 OICJTSLHQGDCTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001251 acridines Chemical class 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- RFRXIWQYSOIBDI-UHFFFAOYSA-N benzarone Chemical compound CCC=1OC2=CC=CC=C2C=1C(=O)C1=CC=C(O)C=C1 RFRXIWQYSOIBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEMRLVBSKVCUDL-UHFFFAOYSA-N benzo[g]quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 XEMRLVBSKVCUDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- MNXYJVWXMUBENA-UHFFFAOYSA-N dinaphthofuran Chemical compound C1=CC=CC2=C(C3=C(C4=CC=CC=C4C=C3)O3)C3=CC=C21 MNXYJVWXMUBENA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SYXXZXWLYNODHL-UHFFFAOYSA-N dinaphthothiophene Chemical compound C1=CC=CC2=C(C3=C(C4=CC=CC=C4C=C3)S3)C3=CC=C21 SYXXZXWLYNODHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVVPGLRKXQSQSZ-UHFFFAOYSA-N indolo[3,2-c]carbazole Chemical compound C1=CC=CC2=NC3=C4C5=CC=CC=C5N=C4C=CC3=C21 VVVPGLRKXQSQSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005544 indolocarbazole Drugs 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTIFDAAZLZVHIX-UHFFFAOYSA-N naphtho[1,2-g][1]benzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C4C=COC4=C3C=CC2=C1 YTIFDAAZLZVHIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYSWUOGCANSBCW-UHFFFAOYSA-N naphtho[1,2-g][1]benzothiole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C4C=CSC4=C3C=CC2=C1 FYSWUOGCANSBCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004957 naphthylene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N oxanthrene Chemical compound C1=CC=C2OC3=CC=CC=C3OC2=C1 NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCBJUXFCNBVPNF-UHFFFAOYSA-N phenanthro[9,10-d]pyrimidine Chemical compound C1=NC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=N1 MCBJUXFCNBVPNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005562 phenanthrylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWESROVQGZSBRX-UHFFFAOYSA-N pyrido[3,2-d]pyrimidine Chemical compound C1=NC=NC2=CC=CN=C21 BWESROVQGZSBRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PLZDHJUUEGCXJH-UHFFFAOYSA-N pyrido[4,3-d]pyrimidine Chemical compound C1=NC=C2C=NC=CC2=N1 PLZDHJUUEGCXJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005576 pyrimidinylene group Chemical group 0.000 description 1
- JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N quinazoline Chemical compound N1=CN=CC2=CC=CC=C21 JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003732 xanthenes Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
- C07C211/57—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton
- C07C211/61—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings being part of condensed ring systems of the carbon skeleton with at least one of the condensed ring systems formed by three or more rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
- C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D307/91—Dibenzofurans; Hydrogenated dibenzofurans
-
- H01L51/0052—
-
- H01L51/006—
-
- H01L51/0061—
-
- H01L51/42—
-
- H01L51/50—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- 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
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
-
- 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
- H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic 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
- H10K85/631—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
- C07B2200/05—Isotopically modified compounds, e.g. labelled
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
- C07C2603/02—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
- C07C2603/04—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
- C07C2603/06—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members
- C07C2603/10—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings
- C07C2603/12—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings only one five-membered ring
- C07C2603/18—Fluorenes; Hydrogenated fluorenes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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 구동 시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다. 하지만, 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면, 각 유기물층 간의 에너지 준위(energy level) 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
따라서, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 특히 정공수송층 및 발광보조층에 대한 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 포함하는 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.
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.
본 발명에서 사용된 용어 "플루오렌일기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를, "플루오렌일렌기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를 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 가수에 상관없이 플루오렌일기, 플루오렌일렌기 등을 플루오렌기, 플루오렌고리기 또는 플루오렌이라고 기재할 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.
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.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아미노기; 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 알콕시기; 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.
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 1로 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 정공수송층(130, 330, 430), 발광보조층(220) 또는/및 광효율 개선층(180)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 정공수송층(130, 330, 430), 발광보조층(220) 및/또는 광효율 개선층(180)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, 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.
아민그룹의 질소 N은 플루오렌 모이어티의 벤젠고리 모이어티에 결합되거나 R'에 결합되거나, R"에 결합될 수 있다.
R1 내지 R4는 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~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C20의 알콕시기; C6~C20의 아릴옥시기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
a 내지 c는 각각 0~4의 정수이고, d는 0~7의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 서로 같거나 상이하다. 아민그룹의 질소 N이 플루오렌 모이어티의 벤젠고리 모이어티에 결합될 경우, a+b는 7하의 정수일 수 있다.
이웃한 기끼리, 예컨대 이웃한 R1끼리, 이웃한 R2끼리, 이웃한 R3끼리 또는 이웃한 R4끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 상기 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌고리기; 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 방향족고리를 형성할 경우, 상기 방향족고리는 예컨대, C6~C20, C6~C18, C6~C16, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C10, C6, C10, C12, C14, C15, C16, C18 등일 수 있고, 구체적으로, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 파이렌 등일 수 있다.
R' 및 R"은 서로 독립적으로 수소; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C20의 알콕시기; 및 C6~C20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되고, R'과 R"이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 아민그룹의 질소 N은 플루오렌 모이어티의 R' 또는 R"에 결합될 수 있는데, 예컨대, R' 또는 R"이 아릴기인 경우, 상기 아릴기에 아민그룹의 질소 N이 결합될 수 있다.
R'과 R"이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 스파이로 화합물이 형성될 수 있다. 예컨대, R'과 R"이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 상기 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 특히 R'과 R"이 서로 결합하여 잔텐류, 플루오렌류, 아크리딘류 등의 고리를 형성할 수 있는데, 예컨대, 아래 구조를 포함하는 고리가 형성될 수 있다.
상기 구조에서, *는 스파이로 원자에 해당하는 것으로 R'과 R"이 결합된 플루오렌과 탄소원자를 서로 공유한다. 상기 구조에서 X는 직접결합, O, S, N(Ar1) 또는 C(R1)(R2)가 될 수 있으며, 상기 구조는 X가 직접결합인 경우는 플루오렌(일기), X가 O인 경우는 9H-잔텐(xanthene), X가 S인 경우는 9H-싸이오잔텐(thioxanthene), X가 N(Ar1)인 경우는 아크리딘 또는 그 유도체에 해당하며, X가 직접결합인 경우 R'과 R"이 서로 결합하여 결과적으로 스파이로바이플루오렌이나 그 유도체가 형성된다.
C(R1)(R2)에서, 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, R1과 R2는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
R1과 R2가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 상기 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 예컨대, R1과 R2가 서로 결합하여 플루오렌 고리를 형성하면 이들이 결합된 C와 함께 스파이로바이플루오렌이 형성될 수 있다.
N(Ar1)에서, Ar1은 C6~C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C30의 헤테로고리기; C3~C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
L은 C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; C3~C60의 지방족고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
Ar1은 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 예컨대, Ar1은 C12~C25의 아릴기 또는 플루오렌일기일 수 있다.
상기 L'은 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 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 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.
상기 R1 내지 R4, Ar1, Ar1, R', R", R1, R2, Ra, Rb 중에서 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 L, L' 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, 트리페닐렌 등일 수 있다.
상기 R1 내지 R4, Ar1, Ar1, R', R", R1, R2, Ra, Rb, L, L' 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기인 경우, 상기 헤테로고리기는 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, 다이나프토퓨란, 싸이오펜, 벤조싸이오펜, 다이벤조싸이오펜, 나프토벤조싸이이오펜, 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 R1 내지 R4, Ar1, Ar1, R', R", R1, R2, Ra, Rb 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기이거나, L, L' 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 R1 내지 R4, Ar1, Ar1, R', R", R1, R2, Ra, Rb, L, L' 중에서 적어도 하나가 지방족고리기인 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대, C3~C30, C3~C29, C3~C28, C3~C27, C3~C26, C3~C25, C3~C24, C3~C23, C3~C22, C3~C21, C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3~C8, C3~C6, C6, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 지방족고리기일 수 있고, 구체적으로, 사이클로헥산일기, 아다만틸기 등일 수 있다.
상기 R1 내지 R4, R', R", R1, R2 중에서 적어도 하나가 알킬기인 경우, 상기 알킬기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알킬일기일 수 있고, 예컨대, 메틸기, 에틸기, t-부틸기 등일 수 있다.
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
바람직하게는, 상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 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 알콕시기; 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; C3-C20의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 아릴기로 치환될 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 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기로 치환될 경우, 상기 헤테로고리기는 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 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 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 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 알킬기로 치환될 경우, 상기 알킬기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알킬일기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 알콕시기로 치환될 경우, 상기 알콕시기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알콕시기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R'과 R"이 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2가 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 지방족고리기로 치환될 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대 C3~C30, C3~C29, C3~C28, C3~C27, C3~C26, C3~C25, C3~C24, C3~C23, C3~C22, C3~C21, C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3~C8, C3~C6, C6, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 지방족고리기일 수 있다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 화학식 22, 화학식 7-1 내지 화학식 10-1 중 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 2> <화학식 3>
<화학식 4>
<화학식 5> <화학식 6>
<화학식 7> <화학식 8>
<화학식 9> <화학식 10>
<화학식 11> <화학식 12>
<화학식 13> <화학식 14>
<화학식 15> <화학식 16>
<화학식 17> <화학식 18>
<화학식 19> <화학식 20>
<화학식 21> <화학식 22>
<화학식 7-1> <화학식 8-1>
<화학식 9-1> <화학식 10-1>
상기 화학식 2 내지 화학식 22, 화학식 7-1 내지 화학식 10-1에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
R1~R4, R', R", Ar1, L, a, c, d는 화학식 1에서 정의된 것과 같고, *는 결합위치를 나타낸다.
화학식 2 내지 화학식 6에서, b는 화학식 1에서 정의된 것과 같고, 화학식 7, 화학식 8, 화학식 11, 화학식 12, 화학식 15 내지 화학식 18, 화학식 7-1, 화학식 8-1에서, b는 0~3의 정수이고, 화학식 9, 화학식 10, 화학식 13, 화학식 14, 화학식 19 내지 화학식 22, 화학식 9-1 및 화학식 10-1에서, b는 0~4의 정수이며, b가 2 이상의 정수인 경우 R2 각각은 서로 같거나 상이하다.
X는 직접결합, O, S, N(Ar1) 또는 C(R1)(R2)이다.
R5, R6, R11 내지 R15, 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, R1과 R2가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리, 예컨대 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R11끼리, 이웃한 R12끼리, 이웃한 R13끼리, 이웃한 R14끼리 또는 이웃한 R15끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 상기 고리는 C6~C30의 방향족고리기; 플루오렌고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C30의 헤테로고리기; 및 C3~C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리를 형성할 경우, 상기 방향족고리는 예컨대, C6~C20, C6~C18, C6~C16, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C10, C6, C10, C12, C14, C15, C16, C18 등일 수 있고, 구체적으로, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 파이렌 등일 수 있다.
R1과 R2가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 스파이로 화합물이 형성될 수 있다. R1과 R2가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, 상기 고리는 C6~C30의 방향족고리기; 플루오렌고리기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C30의 헤테로고리기; 및 C3~C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 Ar1은 C6~C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C30의 헤테로고리기; C3~C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
화학식 6, 화학식 7-1 내지 화학식 10-1에서, e는 0~5의 정수이고, 화학식 11 내지 화학식 22에서, e는 0~4의 정수이며, e가 2 이상의 정수인 경우 R5 각각은 서로 같거나 상이하다.
f는 0~5의 정수이고, m, n, o 및 p는 각각 0~4의 정수이고, q는 0~3의 정수이며, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R6 각각, R11 각각, R12 각각, R13 각각, R14 각각, R15 각각은 서로 같거나 상이하다.
화학식 2 내지 4, 화학식 7 내지 화학식 14, 화학식 7-1 내지 화학식 10-1에서 d가 0이거나 R4가 수소일 수 있다. 또한, 화학식 8에서, R1 내지 R6, R11 및 R12가 모두 수소이거나 a~f, m, n이 모두 0일 수 있다.
상기 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2, Ar1 중에서 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 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2, Ar1 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 있다.
상기 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2, Ar1 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기인 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 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2, Ar1 중에서 적어도 적어도 하나가 지방족고리기인 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대, C3~C30, C3~C29, C3~C28, C3~C27, C3~C26, C3~C25, C3~C24, C3~C23, C3~C22, C3~C21, C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3~C8, C3~C6, C6, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18 등의 지방족고리기일 수 있고, 구체적으로, 사이클로헥산일기, 아다만틸기 등일 수 있다.
상기 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2 중에서 적어도 하나가 알킬기인 경우, 상기 알킬기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알킬일기일 수 있고, 예컨대, 메틸기, 에틸기, t-부틸기 등일 수 있다.
상기 R5, R6, R11 내지 R15, R1, R2, Ar1, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리, R1과 R2는 서로 결합하여 형성된 고리 각각은 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 측면에서, 본 발명은 제 1전극; 제 2전극; 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자를 제공하며, 상기 유기물층은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 유기물층은 발광층, 상기 발광층과 제 1전극 사이에 형성된 정공수송층 및 상기 정공수송층과 상기 제 1전극 사이에 형성된 발광보조층을 포함하며, 상기 화합물은 상기 정공수송층 및 발광보조층 중 적어도 하나의 층에 포함될 수 있다.
상기 유기전기소자는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 광효율개선층을 더 포함할 수 있으며, 이때 광효율개선층은 상기 제 1전극 또는 제 2전극의 양면 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 층에 형성된다.
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.
또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부를 포함하는 전자장치를 제공한다.
이하, 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 같이 Sub 1과 Sub 2를 반응시켜 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1> (Hal은 I, Br 또는 Cl임)
Sub 1의 예시
상기 반응식 1의 Sub 1은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값은 표 1과 같다.
[표 1]
Sub 2의 합성예
반응식 1의 Sub 2는 하기 반응식 2와 같은 반응경로에 의해 합성될 수 있으며, 하기 Sub 2-I는 하기 반응식 3에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2>
<반응식 3>
1. Sub 2-3 합성예
(1) Sub 2-3-c 합성예
Sub 2-3-a (26g, 91.9 mmol)에 Sub 2-3-b (22.8g, 91.9 mmol), Pd(PPh3)4 (0.05 당량), K2CO3 (3 당량), THF/H2O (306 ml/153 ml)을 넣고, 12시간 환류시킨다. 반응이 종료되면 반응물의 온도를 상온으로 식히고, THF를 제거한다. MC로 추출하고 물로 닦아주었다. 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리하여 생성물 28.5 g 을 얻었다. (수율: 96.4 %)
(2) Sub 2-I-3 합성예
Sub 2-3-c (28.5g, 79.3 mmol)에 Sub 2-3-d(12.4g, 79.3 mmol), Pd(PPh3)4 (0.05 당량), K2CO3 (3 당량), THF/H2O (264 ml/132 ml)을 넣고 상기 Sub 2-3-c 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 25.8 g 을 얻었다. (수율: 83.4 %)
(3) Sub 2-3 합성예
Sub 2-I-3 (25.8 g, 66 mmol)을 toluene (676 ml)에 녹인 후, Sub 2-II-3 (11.7 g, 69.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량)을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 28.4 g을 얻었다. (수율: 82.3 %)
2. Sub 2-8 합성예
Sub 2-I-8(25g, 79.4mmol)에 Sub 2-II-8 (18.8g, 83.38mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (814ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 32.2g (수율: 80.7%)를 얻었다.
3. Sub 2-14 합성예
Sub 2-I-14(22g, 69.9mmol)에 Sub 2-II-14 (15.4g, 73.4mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (716ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 27.6g (수율: 81%)를 얻었다.
4. Sub 2-27 합성예
Sub 2-I-27 (23 g, 58.8 mmol)에 Sub 2-II-27 (12.9 g, 61.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (603ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 26.7 g (수율: 80.5%)를 얻었다.
5. Sub 2-32 합성예
Sub 2-I-32 (19 g, 47.9 mmol)에 Sub 2-II-32 (8.5 g, 50.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (491ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 19.2 g (수율: 75.6%)를 얻었다.
6. Sub 2-39 합성예
Sub 2-I-39 (20 g, 51.2 mmol)에 Sub 2-II-39 (15.3 g, 53.7 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3(0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (524ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 23.2 g (수율: 71%)를 얻었다.
7. Sub 2-53 합성예
Sub 2-I-53 (21 g, 66.7 mmol)에 Sub 2-II-53 (12.8 g, 70 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (684ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 23.5g (수율: 76.2%)를 얻었다.
8. Sub 2-66 합성예
Sub 2-I-66 (22 g, 56.3 mmol)에 Sub 2-II-66 (12.9 g, 59.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (577ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 26.1 g (수율: 80.9%)를 얻었다.
9. Sub 2-68 합성예
Sub 2-I-68 (19 g, 63.4 mmol)에 Sub 2-II-68 (11 g, 63.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (619ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 21 g (수율: 76.8%)를 얻었다.
10. Sub 2-71 합성예
Sub 2-I-71 (19 g, 43.5 mmol)에 Sub 2-II-71 (8.5 g, 45.7 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (446ml)을 첨가하고, 상기 Sub 2-3 합성예와 같은 방법으로 진행하여 생성물 16.4 g (수율: 69.8%)를 얻었다.
Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 표 2는 하기 화합물의 FD-MS 값을 나타낸다.
[표 2]
최종 화합물의 합성예
1. P1-1 합성예
Sub 1-2 (32g, 91.52 mmol)을 toluene (938 ml)에 녹인 후, Sub 2-48 (43.01 g, 96.09 mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량) 을 첨가하고 100℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 44.27g을 얻었다. (수율: 75.6%)
2. P1-3 합성예
Sub 1-2(30g, 109.82mmol)에 Sub 2-3 (60.39g, 115.31mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1126ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 67.8g (수율: 86.2%)를 얻었다.
3. P1-8 합성예
Sub 1-2 (28g, 102.5mmol)에 Sub 2-5 (48.2g, 107.63mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (1051ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 54.1g (수율: 82.4%)를 얻었다.
4. P1-13 합성예
Sub 1-5(31g, 88.7mmol)에 Sub 2-13 (41.7g, 93.2mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (910ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 48.4g (수율: 76.1%)를 얻었다.
5. P1-19 합성예
Sub 1-2(24g, 87.9mmol)에 Sub 2-18 (45.9g, 92.3mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (901ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 43.9g (수율: 72.4%)를 얻었다.
6. P1-38 합성예
Sub 1-2(22g, 80.5mmol)에 Sub 2-64(44.3g, 84.6mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (825ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 48.2g (수율: 83.6%)를 얻었다.
7. P2-9 합성예
Sub 1-10(20g, 50.6mmol)에 Sub 2-56 (28.6g, 53.1mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (519ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 30.7g (수율: 71.3%)를 얻었다.
8. P2-20 합성예
Sub 1-14(21g, 46.5mmol)에 Sub 2-66 (28g, 48.8mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (477ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 30.2g (수율: 68.7%)를 얻었다.
9. P3-8 합성예
Sub 1-15(19g, 47.82mmol)에 Sub 2-20 (28.3g, 50.2mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (490ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 27.5g (수율: 65.3%)를 얻었다.
10. P3-26 합성예
Sub 1-22(18g, 53.7 mmol)에 Sub 2-26 (30.3g, 56.4mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (550ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 31.5g (수율: 74.1%)를 얻었다.
11. P4-3 합성예
Sub 1-25(20g, 50.3mmol)에 Sub 2-51 (29.8g, 52.8mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (516ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 33.8g (수율: 76.4%)를 얻었다.
12. P5-1 합성예
Sub 1-28(31g, 74.4 mmol)에 Sub 2-3 (41.4g, 79.1mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (773ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 53.5g (수율: 83.1%)를 얻었다.
13. P5-16 합성예
Sub 1-29 (25g, 60.8mmol)에 Sub 2-73 (33.4g, 63.8mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (623ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 35.9g (수율: 69.1%)를 얻었다.
14. P5-19 합성예
Sub 1-30(19g, 44.5 mmol)에 Sub 2-76 (29.9g, 46.7mmol), Pd2(dba)3 (0.03 당량), P(t-Bu)3 (0.06 당량), NaOt-Bu (3 당량), Toluene (456ml)을 첨가하고, 상기 P1-1의 합성예와 같이 진행하여 생성물 27g (수율: 61.6%)를 얻었다.
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물의 FD-MS 값은 하기 표 3과 같다.
[표 3]
유기전기소자의 제조 및 평가
[실시예 1] 녹색유기전기발광소자 (정공수송층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하, 2-TNATA로 약기함)을 60nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 본 발명의 화합물 P1-1을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 상에 호스트로 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, CBP로 약기함)을, 도펀트로 tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, "Ir(ppy)3라 함)을 90:10 중량비로 사용하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
이어서, 상기 발광층 상에 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (이하, BAlq로 약기함)를 5 nm 두께로 증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(이하 Alq3로 약칭함)을 40 nm 두께로 증착하여 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 27]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1 대신 하기 표 4에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 1]
정공수송층 물질로 N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하 NPB로 약기함)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 2] 내지 [비교예 7]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1 대신 하기 비교화합물인 ref 1 내지 ref 6 중 하나를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<ref 1> <ref 2> <ref 3>
<ref 4> <ref 5> <ref 6>
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 27, 비교예 1 내지 비교예 7에 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 4와 같다.
[표 4]
상기 표 4에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명의 화합물을 정공수송층 재료로 사용할 경우, NPB나 비교화합물 ref 1 내지 ref 6 중 하나를 사용한 경우에 비해 유기전기소자의 구동전압이 낮아지고 효율 및 수명이 모두 향상되었다.
비교화합물인 ref 1 내지 ref 6은 모두 3차 아민구조라는 점에서 본 발명과 유사하지만, ref 1 및 ref 2는 아민그룹에 모두 순수한 아릴기가 치환되어 있는 반면, 본 발명의 화학식 1은 플루오렌 모이어티를 포함하는 축합환이 치환되어 있다는 점에서 상이하며, ref 3 내지 ref 6은 본 발명의 화합물과 매우 유사한 구조를 가지지만, ref 3, ref 4 및 ref 6은 페닐렌 모이어티에 결합된 링커 L과 나프탈렌 모이어티의 결합위치에 있어 본 발명의 화합물과 차이가 있고, ref 5는 L이 존재하지 않는다는 점에서 본 발명의 화합물과 차이가 있다.
이에 대해 보다 상세히 설명하기 위해, 하기와 같이 본 발명의 화학식 1에서 L에 직접 결합된 페닐렌 모이어티를 구성 1이라 하고, 이러한 구성 1에 결합된 나프탈렌 모이어티를 구성 2라고 한다.
본 발명의 화합물은 구성 1의 페닐렌에 링커 L과 구성 2가 오르쏘(ortho) 위치로 결합되어 있는 반면, ref 3, ref 4, ref 6은 링커 L과 구성 2가 메타(meta) 위치로 결합되어 있다는 점에서 차이가 있다.
또한, 본 발명의 화합물은 링커 L이 단일결합이 될 수 없으므로 아민그룹의 질소와 구성 1이 링커 L을 매개로 결합되는 반면, ref 5는 구성 1인 페닐렌이 아민그룹의 질소에 직접 연결되어 있다는 점에서 차이가 있다.
따라서, 아민그룹에 순수한 아릴기만 치환된 경우보다 특정 고리 형태(플루오렌일기 모이어티, 잔텐 모이어티, 싸이오잔텐 모이어티, 아크리딘 모이어티)를 포함하는 치환체가 치환되고, 아민그룹의 질소와 구성 1이 링커 L을 매개로 간접적으로 결합되면서 L과 구성 2가 구성 1에 메타 위치로 결합하는 본 발명의 화합물을 정공수송층 재료로 사용시 구동전압은 낮추면서 효율과 수명은 동시에 향상되는 것으로 보아, 코어의 종류 및 화합물을 구성하는 치환기의 종류 등이 소자의 전기적 특성에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
ref 1과 본 발명의 화합물 P1-49, P2-25, P3-22, P5-16, P5-17의 HOMO 에너지 레벨을 비교해보면 하기 표 5와 같다.
[표 5]
표 5을 참조해보면, ref 1에 비해 본 발명의 화합물 P1-49, P2-25, P3-22, P5-16, P5-17의 HOMO 에너지 레벨 값이 더 높은 것을 알 수 있다. 이는 화합물의 코어 구조에 따라 물성이 달라짐을 시사하며, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공수송층 재료로 사용할 경우, 정공주입층에서 발광층으로 정공이 용이하게 이동할 수 있으므로 ref 1 화합물에 비해 소자의 특성이 향상된 것으로 보인다.
또한, 이미 설명한 것과 같이, ref 3, ref 4 및 ref 6과 본 발명 화합물 P1-34, P1-49 및 P5-16은 구성 1인 페닐렌에 링커 L과 구성 2가 결합된 위치에 있어 차이가 있는데, 그 결과 본 발명의 화합물은 비교화합물 대비 공명구조를 가지기 용이하므로, 본 발명의 화합물을 사용한 실시예의 소자 특성이 향상된 것으로 보인다.
또한, 이미 설명한 것과 같이, 비교화합물 ref 6과 본 발명의 화합물 P4-27은 아민그룹의 N과 구성 1 사이에 링커 L이 존재하는지 여부에 있어 차이가 있는데, 이러한 차이점으로 인해 하기 표 6과 같이 HOMO 값이 달라진다.
[표 6]
상기 표 6에서 알 수 있는 것과 같이, 본 발명의 화합물 P4-27의 HOMO 에너지 레벨이 ref 6보다 높으며, 이는 연결기의 유무가 화합물의 물성에 영향을 미치는 것을 알 수 있으며, HOMO 에너지 레벨이 높은 본 발명의 화합물을 정공수송층 재료로 사용할 경우, 정공주입층에서 발광층으로 정공이 용이하게 이동할 수 있으므로 ref 6 대비 소자의 특성이 향상된 것으로 보인다.
따라서, 아민그룹에 치환된 치환기의 종류, 아민그룹의 N과 구성 1 간의 링커 L의 유무, 구성 1에 링커 L과 구성 2가 결합된 위치 등에 따라 화합물의 물성(HOMO, LUMO 및 T1 등) 등이 달라지고 이러한 차이는 유기전기소자의 성능에 유의미한 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
[실시예 28] 청색유기전기발광소자 (발광보조층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 상에 2-TNATA를 60nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 NPB를 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P1-2를 20nm의 두께로 진공증착하여 발광보조층을 형성한 후, 상기 발광보조층 상에 호스트로 9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracene, 도판트로 BD-052X(Idemitsu kosan 제조)를 96:4의 중량비로 사용하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
이어서, 상기 발광층 상에 BAlq를 10 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 Alq3를 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 상기 전자수송층 상에 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 상기 전자주입층 상에 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성하였다.
[실시예 29] 내지 [실시예 41]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P1-2 대신 하기 표 7에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 28과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 8]
발광보조층을 형성하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예 28과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 9] 내지[비교예 14]
발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P1-2 대신 하기 표 7과 같이 ref 1 내지 ref 6 중 하나를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 28과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
이와 같이 제조된 실시예 28 내지 실시예 41 및 비교예 8 내지 비교예 14의 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치 (photoresearch) 사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 500cd/m2 기준휘도에서 맥사이언스사의 수명측정장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 7와 같다.
[표 7]
상기 표 7로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물을 발광보조층 재료로 사용할 경우, 발광보조층을 형성하지 않거나 비교화합물 ref 1 내지 ref 6 중 하나를 사용한 경우에 비해 유기전기소자의 특성히 향상되었다.
즉, 아민그룹에 특정 고리 형태의 치환기(플루오렌 모이어티, 잔텐 모이어티, 싸이오잔텐 모이어티 등)가 치환되고, 상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명의 화합물을 정공수송층 재료로뿐만 아니라 발광보조층 재료로 사용하더라도 소자의 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 화합물은 발광층 내 전하 균형을 보다 좋게 하여 효율을 향상시키고, 발광층으로부터 전자가 넘어오는 것을 저지함에 따라, 발광층 내 전하 균형을 유지시키며 이로 인해 구동전압과 수명 또한 향상시키는 것을 알 수 있으며, 결국 상술한 본 발명 화합물의 특징은 소자의 성능 향상에 주요 인자로 작용하는 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.
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
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
Claims (11)
- 하기 화학식 8로 표시되는 화합물:
<화학식 8>
상기 화학식 8에서,
R1 내지 R4는 서로 독립적으로 수소; 중수소; C6~C60의 아릴기; C3~C60의 지방족고리기; 및 C1~C20의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
R11 및 R12는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 및 C6-C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
a, c, m 및 n은는 각각 0~4의 정수이고, b는 0~3의 정수이며, d는 0~7의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 R11 각각, R12 각각은 서로 같거나 상이하며,
L은 C6~C60의 아릴렌기; 및 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
Ar1은 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로아릴렌기, 지방족 고리기 및 알킬기는 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다. - 제 1항에 있어서,
상기 화학식 8은 하기 화학식 12로 표시되는 화합물:
<화학식 12>
상기 화학식 12에서, R1~R4, R11, R12, a~d, m, n은 제1항에서 정의된 것과 같고, *는 결합위치를 나타내며,
R5 및 R6은 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
e는 각각 0~4의 정수이고, f는 0~5의 정수이며, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각은 서로 같거나 상이하다. - 제 1항에 있어서,
상기 화학식 8은 하기 화학식 17 또는 화학식 18로 표시되는 화합물:
<화학식 17> <화학식 18>
상기 화학식 17 내지 화학식 18에서, R1~R4, R11, R12, a, b, m, n은 제1항에서 정의된 것과 같고, *는 결합위치를 나타내며,
R5 및 R6은 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 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
e는 각각 0~4의 정수이고, f는 0~5의 정수이며, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각은 서로 같거나 상이하다. - 제 1항에 있어서,
상기 화학식 8로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
. - 제 1전극; 제 2전극; 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이에 형성된 유기물층을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
상기 유기물층은 제1항의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자. - 제 5항에 있어서,
상기 유기물층은 발광층, 상기 발광층과 제 1전극 사이에 형성된 정공수송층 및 상기 정공수송층과 발광층 사이에 형성된 발광보조층을 포함하며, 상기 화합물은 상기 정공수송층 및 발광보조층 중 적어도 하나의 층에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자. - 제 5항에 있어서,
상기 유기전기소자는 제1항의 화합물을 포함하는 광효율개선층을 더 포함하며,
상기 광효율개선층은 상기 제 1전극 또는 제 2전극의 양면 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자. - 제 5항에 있어서,
상기 유기물층은 상기 제 1전극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자. - 제 8항에 있어서,
상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자. - 제5항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및
상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치. - 제 10항에 있어서,
상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210052990 | 2021-04-23 | ||
| KR1020210052990 | 2021-04-23 | ||
| KR1020210057264A KR20220146987A (ko) | 2021-04-23 | 2021-05-03 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210057264A Division KR20220146987A (ko) | 2021-04-23 | 2021-05-03 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102292406B1 true KR102292406B1 (ko) | 2021-08-23 |
Family
ID=77499212
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210057313A KR102292406B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-05-03 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
| KR1020210132092A KR102380419B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-10-06 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210132092A KR102380419B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-10-06 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR102292406B1 (ko) |
| WO (1) | WO2022225198A1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114507222A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-17 | 上海钥熠电子科技有限公司 | 一种胺类化合物及其在有机电致发光器件中的应用 |
| CN115010609A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-06 | 南京高光半导体材料有限公司 | 一种含有二苯基芴结构的胺基化合物及有机电致发光器件 |
| WO2022250103A1 (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-01 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| WO2023140285A1 (ja) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| WO2024071062A1 (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160113783A (ko) * | 2015-03-23 | 2016-10-04 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
| KR20210033119A (ko) * | 2019-09-17 | 2021-03-26 | 엘티소재주식회사 | 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102657564B1 (ko) * | 2016-02-25 | 2024-04-16 | 삼성디스플레이 주식회사 | 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 |
| CN111606813B (zh) * | 2019-02-25 | 2024-05-28 | 北京鼎材科技有限公司 | 化合物、包含其的有机电子发光器件及其应用 |
| CN111662190A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 江苏三月光电科技有限公司 | 一种含芘或氮杂芘的有机化合物及其应用 |
| KR102041137B1 (ko) * | 2019-04-02 | 2019-11-07 | 머티어리얼사이언스 주식회사 | 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 |
| KR102716917B1 (ko) * | 2019-05-03 | 2024-10-14 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
| CN110437081B (zh) * | 2019-07-15 | 2022-09-13 | 陕西莱特光电材料股份有限公司 | 含三环庚烷的有机化合物及其制备方法和包含该化合物的有机电致发光器件 |
| KR102708228B1 (ko) * | 2019-09-25 | 2024-09-20 | 주식회사 엘지화학 | 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 |
| KR20210067946A (ko) * | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 주식회사 엘지화학 | 유기 발광 소자 |
-
2021
- 2021-05-03 KR KR1020210057313A patent/KR102292406B1/ko active IP Right Grant
- 2021-10-06 KR KR1020210132092A patent/KR102380419B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-03-22 WO PCT/KR2022/003947 patent/WO2022225198A1/ko active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160113783A (ko) * | 2015-03-23 | 2016-10-04 | 덕산네오룩스 주식회사 | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
| KR20210033119A (ko) * | 2019-09-17 | 2021-03-26 | 엘티소재주식회사 | 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022250103A1 (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-01 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| WO2023140285A1 (ja) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| CN114507222A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-17 | 上海钥熠电子科技有限公司 | 一种胺类化合物及其在有机电致发光器件中的应用 |
| CN115010609A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-06 | 南京高光半导体材料有限公司 | 一种含有二苯基芴结构的胺基化合物及有机电致发光器件 |
| CN115010609B (zh) * | 2022-06-02 | 2024-07-02 | 南京高光半导体材料有限公司 | 一种含有二苯基芴结构的胺基化合物及有机电致发光器件 |
| WO2024071062A1 (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102380419B1 (ko) | 2022-03-30 |
| WO2022225198A1 (ko) | 2022-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102292406B1 (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR102681413B1 (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR102344802B1 (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200079980A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210090782A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200129334A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210071555A (ko) | 유기화합물을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
| KR20220126083A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20220105245A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200136122A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200134877A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200089891A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210010006A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200129336A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20220062169A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210014411A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR102381326B1 (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210155910A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20220025320A (ko) | 발명의 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR102456301B1 (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20210097470A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20230113120A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20220146987A (ko) | 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR102427493B1 (ko) | 유기전기소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 | |
| KR20200136072A (ko) | 유기전기 소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |