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KR102524650B1 - 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치 - Google Patents

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

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KR102524650B1
KR102524650B1 KR1020180008776A KR20180008776A KR102524650B1 KR 102524650 B1 KR102524650 B1 KR 102524650B1 KR 1020180008776 A KR1020180008776 A KR 1020180008776A KR 20180008776 A KR20180008776 A KR 20180008776A KR 102524650 B1 KR102524650 B1 KR 102524650B1
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강기욱
김병구
신창주
유동규
유은선
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삼성전자주식회사
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Abstract

화학식 1로 표현되는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112022121686316-pat00108

Description

화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치{COMPOUND, COMPOSITION AND ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 광전자 소자(organic optoelectronic diode)는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이다.
유기 광전자 소자는 동작 원리에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 광 에너지에 의해 형성된 엑시톤(exciton)이 전자와 정공으로 분리되고 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되면서 전기 에너지를 발생하는 광전 소자이고, 다른 하나는 전극에 전압 또는 전류를 공급하여 전기 에너지로부터 광 에너지를 발생하는 발광 소자이다.
유기 광전자 소자의 예로는 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼(organic photo conductor drum) 등을 들 수 있다.
이 중, 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)는 근래 평판 표시 장치(flat panel display device)의 수요 증가에 따라 크게 주목 받고 있다. 유기 발광 소자는 전기 에너지를 빛으로 전환시키는 소자로서, 유기 발광 소자의 성능은 전극 사이에 위치하는 유기 재료에 의해 많은 영향을 받는다.
일 구현예는 고효율 및 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있는 유기 광전자 소자용 화합물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 화합물을 포함하는 유기 광전자 소자용 조성물을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 화합물 또는 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 제1 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022121686316-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
n1 및 n3은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이고,
n2는 1의 정수이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표현되는 제1 화합물, 및 하기 화학식 2로 표현되는 제2 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112022121686316-pat00002
상기 화학식 2에서,
L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R15 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고, 시아노기, 또는 이들의 조합이고,
m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
또 다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 양극과 음극, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 상기 화합물 또는 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
고효율 장수명 유기 광전자 소자를 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 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, 히드록실기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아민기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C10 트리플루오로알킬기, 시아노기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C6 내지 C30 아릴실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C20 알킬기, C6 내지 C30 아릴기, 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, 시아노기로 치환된 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 구체적인 일 예에서, "치환"은 치환기 또는 화합물 중의 적어도 하나의 수소가 중수소, 시아노기, 메틸기, 에틸기, 프로판일기, 부틸기, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "아릴(aryl)기"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 총괄하는 개념으로서, 탄화수소 방향족 모이어티의 모든 원소가 p-오비탈을 가지면서, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 형태, 예컨대 페닐기, 나프틸기 등을 포함하고, 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 시그마 결합을 통하여 연결된 형태, 예컨대 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등을 포함하며, 2 이상의 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리, 예컨대 플루오레닐기 등을 포함할 수 있다.
아릴기는 모노시클릭, 폴리시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.
본 명세서에서 "헤테로고리기(heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 상위 개념으로서, 아릴기, 시클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에 탄소 (C) 대신 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.
일 예로 "헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S, P 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하는 것을 의미한다. 2 이상의 헤테로아릴기는 시그마 결합을 통하여 직접 연결되거나, 상기 헤테로아릴기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함할 수 있다.
상기 헤테로고리기는 구체적인 예를 들어, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐기, 치환 또는 비치환된 o-터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 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 카바졸일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜일기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, 정공 특성이란, 전기장(electric field)을 가했을 때 전자를 공여하여 정공을 형성할 수 있는 특성을 말하는 것으로, HOMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 양극에서 형성된 정공의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 정공의 양극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
또한 전자 특성이란, 전기장을 가했을 때 전자를 받을 수 있는 특성을 말하는 것으로, LUMO 준위를 따라 전도 특성을 가져 음극에서 형성된 전자의 발광층으로의 주입, 발광층에서 형성된 전자의 음극으로의 이동 및 발광층에서의 이동을 용이하게 하는 특성을 의미한다.
본 명세서에서 "서로 연결되어 고리를 형성"이란 인접한 기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 고리를 형성하는 것을 의미한다.
일 예로, "서로 연결되어 고리를 형성"이란 인접한 기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성하는 것을 의미하고,
더욱 구체적으로, 인접한 기끼리 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 페닐기 등을 형성하는 것을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물을 설명한다.
일 구현예에 따른 유기광전자소자용 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다.
[화학식 1]
Figure 112022121686316-pat00003
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
n1 및 n3은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이고,
n2는 1의 정수이다.
화학식 1로 표현되는 화합물은 트리아진을 중심으로 카바졸, 트리페닐렌, 그리고 페닐기가 연결되고, 카바졸과 트리아진 사이에 적어도 하나의 meta-페닐렌기를 포함하며, 트리페닐렌과 트리아진은 연결기 없이 직접 연결되어 입체적이고 비대칭인 분자 구조를 갖는다.
카바졸과 트리아진 사이에 적어도 하나의 meta-페닐렌 링커를 포함함으로써 상대적으로 shallow한 HOMO 값을 갖게 되어 정공 주입 및 이동에 유리하고, 트리페닐렌과 트리아진이 연결기 없이 직접 연결됨으로써 상대적으로 deep한 LUMO 에너지 준위를 갖게 되어 전자 주입 및 이동에 유리하다.
즉, 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 소자에서는 정공/전자 주입 및 이동이 유리하여 수명에 유리한 특성을 가질 수 있다.
또한, 트리아진 코어에 카바졸을 치환함으로써 바이폴라 특성을 강화하고, 카바졸을 N-방향으로 치환하여 C-N 결합을 통한 π- 결합이 끊어지게 되므로 HOMO-LUMO 간 전자 구름이 지역화되어 수명 개선 효과가 극대화될 수 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물에 대하여 HOMO 에너지 준위를 산출해 보면 예컨대 -6.0 eV 내지 -5.0 eV일 수 있고, 구체적으로 -5.8 eV 내지 -5.2 eV 일 수 있고, 더욱 구체적으로 -5.8 eV 내지 -5.5 eV 일 수 있으며, 가장 구체적으로 -5.8 eV 내지 -5.7 eV 일 수 있다.
또한, LUMO 에너지 준위를 산출해 보면 예컨대 -2.2 eV 내지 -2.9 eV 일 수 있고, 구체적으로 -2.3 eV 내지 -2.8 eV 일 수 있고, 더욱 구체적으로 -2.4 eV 내지 -2.75 eV 일 수 있다.
상기 HOMO 에너지 준위와 LUMO 에너지 준위는 BAS(bioanalytical systems Inc. USA)사의 EC-Epsilon과 c-3 cell stand로 구성된 순환 전압 전류법(CV, cyclic voltammetry)을 이용하여 측정하였고, 구체적인 측정 방법은 하기와 같다.
Ferrocene의 전위를 진공의 에너지 준위에 비하여 -4.8 eV로 정한 후, 기준전극으로 Ag/Ag+를 사용하고, tetrabutylammonium tetrafluoroborate이 dichloromethane 용매에 0.1 M 농도로 녹아있는 용액을 전해질로 사용하였다. Ferrocene 및 각각의 화합물을 100 mV/sec 속도로 측정한 후, 하기 계산식을 사용하여 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위를 계산하였다.
<계산식>
HOMO(or LUMO)(eV)＝-4.8-(Eonset-E1/2(Ferrocene))
여기서 Eonset는 redox가 시작되는 전위이고 E1/ 2(Ferrocene)은 ferrocene의 반파전위(half-wave potential)이다.
일반적으로 그린 도펀트의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위는 각각 -5.5 eV 내지 -5.0 eV 및 -2.9 eV 내지 -2.5 eV 사이에서 형성된다. 호스트의 HOMO 에너지 준위와 도펀트의 HOMO 에너지 준위의 차이 및/또는 호스트의 LUMO 에너지 준위와 도펀트의 LUMO 에너지 준위의 차이가 0 eV 내지 0.2 eV일 경우 exciton을 형성하기에 매우 유리해 진다. 만약 상기한 범위를 벗어날 경우 소자의 valence가 깨질 우려가 크다.
예컨대, 상기 0≤n1+n3≤1일 수 있다.
일 예로, n2는 1이고, n1 및 n3은 모두 0일 수 있다.
일 예로, n2는 1이고, n1은 1이며, n3은 0일 수 있다.
일 예로, n2는 1이고, n1은 0이며, n3은 1일 수 있다.
구체적인 일 예로, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
[화학식 1-1] [화학식 1-2]
Figure 112022121686316-pat00004
Figure 112022121686316-pat00005
[화학식 1-3] [화학식 1-4]
Figure 112022121686316-pat00006
Figure 112022121686316-pat00007
[화학식 1-5] [화학식 1-6]
Figure 112022121686316-pat00008
Figure 112022121686316-pat00009
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R1 내지 R14 및 L1의 정의는 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C10 알킬기, C6 내지 C12 아릴기 또는 시아노기일 수 있다.
일 예로, R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기 또는 시아노기일 수 있다.
일 예로, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C6 내지 C12 아릴기일 수 있다.
예컨대 R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성할 수 있다.
예컨대 R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성할 수 있다.
일 예로, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 존재할 수 있고, 예컨대 수소 또는 페닐기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, R1 및 R2 또는 R3 및 R4가 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성할 수 있고 예컨대 하기 화학식 1a 내지 화학식 1c 중 어느 하나로 표현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1a] [화학식 1b]
Figure 112022121686316-pat00010
Figure 112022121686316-pat00011
[화학식 1c]
Figure 112022121686316-pat00012
상기 화학식 1a 내지 화학식 1c에서, R1 내지 R14, L1 그리고 n1 내지 n3의 정의는 전술한 바와 같고,
Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이다.
일 예로, 상기 Ra 및 Rb는 모두 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로 상기 R5 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C12 아릴기 또는 시아노기일 수 있다.
구체적인 일 예로 상기 R5 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기 또는 시아노기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로 상기 R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C12 아릴기 또는 시아노기일 수 있다.
구체적인 일 예로 R10 및 R11은 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기, meta-바이페닐기, ortho-바이페닐기, para-바이페닐기 또는 시아노기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로 상기 R12 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C12 아릴기 또는 시아노기일 수 있다.
구체적인 일 예로 상기 R12 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 페닐기 또는 시아노기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로 상기 L1은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.
구체적인 일 예로 상기 L1은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
예컨대, 상기 L1은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 m-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 o-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 m-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 o-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 o-터페닐렌기일 수 있다.
예컨대, 상기 L1은 단일결합이거나 하기 그룹 Ⅰ에 나열된 치환 또는 비치환된 연결기 중 하나일 수 있다.
[그룹 Ⅰ]
Figure 112022121686316-pat00013
예컨대 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 그룹 1에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 1]
Figure 112022121686316-pat00014
Figure 112022121686316-pat00015
Figure 112022121686316-pat00016
Figure 112022121686316-pat00017
Figure 112022121686316-pat00018
Figure 112022121686316-pat00019
Figure 112022121686316-pat00020
Figure 112022121686316-pat00021
Figure 112022121686316-pat00022
Figure 112022121686316-pat00023
다른 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자용 조성물은 전술한 화합물 (이하 "제1 화합물"), 및 하기 화학식 2로 표현되는 제2 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
Figure 112022121686316-pat00024
상기 화학식 2에서,
L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
R15 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 시아노기, 또는 이들의 조합이고,
m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
상기 제2 화합물은 상기 제1 화합물과 함께 발광층에 사용되어 전하의 이동성을 높이고 안정성을 높임으로써 발광 효율 및 수명 특성을 개선시킬 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 2는 하기 그룹 Ⅱ에 나열된 구조 중 하나를 포함할 수 있다.
[그룹 Ⅱ]
Figure 112022121686316-pat00025
예컨대, 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표현될 수 있다.
예컨대, 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표현될 수 있다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
Figure 112022121686316-pat00026
Figure 112022121686316-pat00027
상기 화학식 2-1 및 2-2에서, L2 및 L3, Y1 및 Y2, R15 내지 R20, 그리고 m의 정의는 전술한 바와 같다.
일 예로, 상기 L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.
예컨대, L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기일 수 있다.
예컨대, L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 m-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 o-페닐렌기, 치환 또는 비치환된 m-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 o-바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 m-터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 p-터페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 o-터페닐렌기일 수 있다. 여기서 치환은 예컨대 적어도 하나의 수소가 중수소, C1 내지 C20 알킬기, C6 내지 C20 아릴기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합으로 치환된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 Y1 및 Y2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다.
예컨대, Y1 및 Y2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
예컨대, Y1 및 Y2은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 m-바이페닐기, 치환 또는 비치환된 p-바이페닐기, 치환 또는 비치환된 o-바이페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
예컨대, 상기 *-L2-Y1 및 *-L3-Y2는 각각 독립적으로 하기 그룹 Ⅲ에 나열된 치환기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 Ⅲ]
Figure 112022121686316-pat00028
예컨대 화학식 2로 표현되는 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 화합물에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[그룹 2]
[C-1] [C-2] [C-3] [C-4]
Figure 112022121686316-pat00029
[C-5] [C-6] [C-7] [C-8]
Figure 112022121686316-pat00030
[C-9] [C-10] [C-11] [C-12]
Figure 112022121686316-pat00031
[C-13] [C-14] [C-15] [C-16]
Figure 112022121686316-pat00032
[C-17] [C-18] [C-19] [C-20]
Figure 112022121686316-pat00033
[C-21] [C-22] [C-23] [C-24]
Figure 112022121686316-pat00034
[C-25] [C-26] [C-27] [C-28]
Figure 112022121686316-pat00035
[C-29] [C-30] [C-31] [C-32]
Figure 112022121686316-pat00036
[C-33] [C-34] [C-35] [C-36]
Figure 112022121686316-pat00037
[C-37] [C-38] [C-39] [C-40]
Figure 112022121686316-pat00038
[C-41] [C-42] [C-43] [C-44]
Figure 112022121686316-pat00039
[C-45] [C-46] [C-47] [C-48]
Figure 112022121686316-pat00040
[C-49] [C-50] [C-51] [C-52]
Figure 112022121686316-pat00041
[C-53] [C-54] [C-55] [C-56]
Figure 112022121686316-pat00042
일 예로 조성물은 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표현되는 제1 화합물과 상기 화학식 2-1로 표현되는 제2 화합물을 포함할 수 있다.
제1 화합물과 제2 화합물은 예컨대 1:99 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 제1 화합물의 전자 수송 능력과 제2 화합물의 정공 수송 능력을 이용해 적절한 중량비를 맞추어 바이폴라 특성을 구현하여 효율과 수명을 개선할 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 10:90 내지 90:10, 약 20:80 내지 80:20의 중량비로 포함될 수 있고, 예컨대 약 20:80 내지 약 70: 30, 약 20:80 내지 약 60:40, 그리고 약 20:80 내지 약 50:50의 중량비로 포함될 수 있다. 일 예로, 20:80 내지 40:60의 중량비로 포함될 수 있으며, 구체적인 일 예로, 20:80, 30:70, 또는 40:60의 중량비로 포함될 수 있다.
일 예로 전술한 화합물 또는 조성물은 호스트일 수 있다.
전술한 화합물은 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
전술한 조성물은 전술한 제1 화합물 및 제2 화합물 외에 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
화합물 또는 조성물은 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트는 예컨대 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색, 녹색 또는 청색의 인광 도펀트일 수 있고, 예컨대 적색 또는 녹색의 인광 도펀트일 수 있다.
도펀트는 미량 혼합되어 발광을 일으키는 물질로, 일반적으로 삼중항 상태 이상으로 여기시키는 다중항 여기(multiple excitation)에 의해 발광하는 금속 착체(metal complex)와 같은 물질이 사용될 수 있다. 도펀트는 예컨대 무기, 유기, 유무기 화합물일 수 있으며, 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
도펀트의 일 예로 인광 도펀트를 들 수 있으며, 인광 도펀트의 예로는 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 금속화합물을 들 수 있다. 인광 도펀트는 예컨대 하기 화학식 Z로 표현되는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 Z]
L4MX
상기 화학식 Z에서, M은 금속이고, L4 및 X는 서로 같거나 다르며 M과 착화합물을 형성하는 리간드이다.
상기 M은 예컨대 Ir, Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd 또는 이들의 조합일 수 있고, 상기 L4 및 X는 예컨대 바이덴테이트 리간드일 수 있다.
화합물이나 조성물은 화학기상증착과 같은 건식 성막법에 의해 형성될 수 있다.
이하 상술한 화합물 또는 조성물을 적용한 유기 광전자 소자를 설명한다.
유기 광전자 소자는 전기 에너지와 광 에너지를 상호 전환할 수 있는 소자이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 유기 광전 소자, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 및 유기 감광체 드럼 등을 들 수 있다.
여기서는 유기 광전자 소자의 일 예인 유기 발광 소자를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 소자를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 광전자 소자(100)는 서로 마주하는 양극(120)과 음극(110), 그리고 양극(120)과 음극(110) 사이에 위치하는 유기층(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.
유기층(105)은 전술한 화합물 또는 조성물을 포함하는 발광층(130)을 포함한다.
발광층(130)은 예컨대 전술한 화합물 또는 조성물을 포함할 수 있다.
예컨대, 전술한 화학식 1로 표현되는 화합물 또는 화학식 1로 표현되는 화합물 및 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는 조성물은 발광층 내에 호스트로서 포함될 수 있다.
도 2를 참고하면, 유기 발광 소자(200)는 발광층(130) 외에 정공 보조층(140)을 더 포함한다. 정공 보조층(140)은 양극(120)과 발광층(130) 사이의 정공 주입 및/또는 정공 이동성을 더욱 높이고 전자를 차단할 수 있다. 정공 보조층(140)은 예컨대 정공 수송층, 정공 주입층 및/또는 전자 차단층일 수 있으며, 적어도 1층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에서는 도 1 또는 도 2에서 유기박막층(105)으로서 추가로 전자 수송층, 전자주입층, 전공주입층 등을 더 포함한 유기발광 소자일 수도 있다.
유기 발광 소자(100, 200)는 기판 위에 양극 또는 음극을 형성한 후, 진공증착법(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 도금 및 이온도금과 같은 건식성막법 등으로 유기층을 형성한 후, 그 위에 음극 또는 양극을 형성하여 제조할 수 있다.
상술한 유기 발광 소자는 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 합성예에서 사용된 출발물질 및 반응물질은 특별한 언급이 없는 한, Sigma-Aldrich 社, TCI 社, tokyo chemical industry 또는 P&H tech에서 구입하였거나, 공지된 방법을 통해 합성하였다.
(유기 광전자 소자용 화합물의 제조)
본 발명의 화합물의 보다 구체적인 예로서 제시된 화합물을 하기 단계를 통해 합성하였다.
(제1 화합물의 제조)
합성예 1: 중간체 I-1의 합성
Figure 112022121686316-pat00043
질소 환경에서 4,4,5,5-tetramethyl-2-(triphenylen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 141 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.5 L에 녹인 후, 여기에 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine(47.9 g, 212 mmol)와 tetrakis(triphenylphosphine)palladium(1.63 g, 1.41 mmol)을 넣고 교반시켰다. 그리고 물에 포화된 potassium carbonate(48.7 g, 353 mmol)을 넣고 80 ℃에서 12시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 중간체 I-1(40.1 g, 68 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C27H16ClN3: 417.1033, found: 417.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 4 %
합성예 2: 중간체 I-2의 합성
Figure 112022121686316-pat00044
질소 환경에서 9H-carbazole(100 g, 598 mmol)을 toluene 1.0 L에 녹인 후, 여기에 1-bromo-3-chlorobenzene(137 g, 718 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(5.48 g, 5.98 mmol), tris-tert butylphosphine(0.60 g, 0.30 mmol) 그리고 sodium tert-butoxide(69.0 g, 718 mmol)을 순차적으로 넣고 110℃에서 18시간 동안 가열하여 환류시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 중간체 I-2(118 g, 71 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C18H12ClN: 277.0658, found: 277.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 4 %
합성예 3: 중간체 I-3의 합성
Figure 112022121686316-pat00045
질소 환경에서 중간체 I-2(100 g, 360 mmol)를 dimethylformamide(DMF) 1.0 L에 녹인 후, 여기에 bis(pinacolato)diboron (110 g, 432 mmol)와 (1,1'-bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(2.94 g, 3.60 mmol) 그리고 potassium acetate(106 g, 1,080 mmol)을 넣고 150 ℃에서 20시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 혼합물을 필터한 후, 진공오븐에서 건조하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 중간체 I-3(113 g, 85 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H24BNO2: 369.1900, found: 369.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 7 %
합성예 4: 화합물 1의 합성
Figure 112022121686316-pat00046
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-1(10 g, 23.9 mmol)과 중간체 I-3(8.83 g, 23.9 mmol)를 사용하여 화합물 1(14.6 g, 98 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C45H28N4: 624.2314, found: 624.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 5: 중간체 I-4의 합성
Figure 112022121686316-pat00047
합성예 1과 동일한 방법으로 4,4,5,5-tetramethyl-2-(triphenylen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 141 mmol)과 2-(biphenyl-4-yl)-4,6-dichloro-1,3,5-triazine(64.0 g, 212 mmol)를 사용하여 중간체 I-4(46.0 g, 66 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H20ClN3: 493.1346, found: 493.
Elemental Analysis: C, 80 %; H, 4 %
합성예 6: 화합물 2의 합성
Figure 112022121686316-pat00048
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-4(10 g, 20.2 mmol)와 중간체 I-3(7.48 g, 20.2 mmol)를 사용하여 화합물 2(13.4 g, 95 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C51H32N4: 700.2627, found: 700.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 7: 중간체 I-5의 합성
Figure 112022121686316-pat00049
합성예 1과 동일한 방법으로 4-chlorophenylboronic acid(100 g, 640 mmol)과 1-bromo-2-iodobenzene(199 g, 703 mmol)를 사용하여 중간체 I-5(152 g, 89 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C12H8BrCl: 265.9498, found: 266.
Elemental Analysis: C, 54 %; H, 3 %
합성예 8: 중간체 I-6의 합성
Figure 112022121686316-pat00050
합성예 3과 동일한 방법으로 중간체 I-5(150 g, 477 mmol)를 사용하여 중간체 I-6(135 g, 90 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C18H20BClO2: 314.1245, found: 314.
Elemental Analysis: C, 69 %; H, 6 %
합성예 9: 중간체 I-7의 합성
Figure 112022121686316-pat00051
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-6(130 g, 413 mmol)과 3-bromo-4-iodobiphenyl(163 g, 455 mmol)를 사용하여 중간체 I-7(161 g, 93 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H16BrCl: 418.0124, found: 418.
Elemental Analysis: C, 69 %; H, 4 %
합성예 10: 중간체 I-8의 합성
Figure 112022121686316-pat00052
질소 환경에서 중간체 I-7(155 g, 369 mmol)을 xylene 0.5 L에 녹인 후, 여기에 bis(dibenzylideneacetone)palladium(0)(6.37 g, 11.1 mmol)와 triphenylphosphine(9.67 g, 36.9 mmol) 그리고 cesium carbonate(120 g, 369 mmol)을 넣고 140 ℃에서 27시간 동안 가열하여 환류 시켰다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 중간체 I-8(87.5 g, 70 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H15Cl: 338.0862, found: 338.
Elemental Analysis: C, 85 %; H, 5 %
합성예 11: 중간체 I-9의 합성
Figure 112022121686316-pat00053
합성예 3과 동일한 방법으로 중간체 I-8(80 g, 236 mmol)을 사용하여 중간체 I-9(67.0 g, 66 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H27BO2: 430.2104, found: 430.
Elemental Analysis: C, 84 %; H, 6 %
합성예 12: 중간체 I-10의 합성
Figure 112022121686316-pat00054
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-9(50 g, 116 mmol)와 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine(39.4 g, 174 mmol)를 사용하여 중간체 I-10(40.1 g, 70 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H20ClN3: 493.1346, found: 493.
Elemental Analysis: C, 80 %; H, 4 %
합성예 13: 화합물 4의 합성
Figure 112022121686316-pat00055
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-10(10 g, 20.2 mmol)과 중간체 I-3(7.48 g, 20.2 mmol)를 사용하여 화합물 4(13.6 g, 96 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C51H32N4: 700.2627, found: 700.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 14: 중간체 I-11의 합성
Figure 112022121686316-pat00056
질소 환경에서 magnesium(13.3 g, 549 mmol)과 iodine(2.79 g, 11.0 mmol)을 tetrahydrofuran(THF) 0.1 L에 녹인 후, 30분간 교반 시켰다. 이후, THF 0.1 L에 녹아있는 3-bromobenzonitrile(100 g, 549 mmol)을 30분간 천천히 첨가 하였다. 이렇게 만들어진 grignard 시약을 THF 1 L에 녹아있는 cyanuric chloride(12 g, 659 mmol) 용액에 30분간 천천히 첨가 후 3시간 동안 교반 하였다. 반응 완료 후 반응액에 물을 넣고 dichloromethane(DCM)로 추출한 다음 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거한 후, 필터하고 감압 농축하였다. 이렇게 얻어진 잔사를 flash column chromatography로 분리 정제하여 중간체 I-11(56.5 g, 41 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C10H4Cl2N4: 249.8913, found: 250.
Elemental Analysis: C, 48 %; H, 2 %
합성예 15: 중간체 I-12의 합성
Figure 112022121686316-pat00057
합성예 1과 동일한 방법으로 4,4,5,5-tetramethyl-2-(triphenylen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 141 mmol)과 중간체 I-11(53.1 g, 212 mmol)를 사용하여 중간체 I-12(30.0 g, 48 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C28H15ClN4: 442.0985, found: 442.
Elemental Analysis: C, 76 %; H, 3 %
합성예 16: 화합물 11의 합성
Figure 112022121686316-pat00058
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-12(10 g, 22.6 mmol)와 중간체 I-3(8.34 g, 22.6 mmol)를 사용하여 화합물 11(11.16 g, 76 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H27N5: 649.2266, found: 649.
Elemental Analysis: C, 85 %; H, 4 %
합성예 17: 중간체 I-13의 합성
Figure 112022121686316-pat00059
합성예 14와 동일한 방법으로 3-bromotoluene(100 g, 585 mmol)과 cyanuric chloride(129 g, 702 mmol)를 사용하여 중간체 I-13(92.7 g, 66 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C10H7Cl2N3: 239.0017, found: 239.
Elemental Analysis: C, 50 %; H, 3 %
합성예 18: 중간체 I-14의 합성
Figure 112022121686316-pat00060
합성예 1과 동일한 방법으로 4,4,5,5-tetramethyl-2-(triphenylen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 141 mmol)과 중간체 I-13(33.9 g, 212 mmol)을 사용하여 중간체 I-14(42.6 g, 70 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C28H18ClN3: 431.1189, found: 431.
Elemental Analysis: C, 78 %; H, 4 %
합성예 19: 화합물 15의 합성
Figure 112022121686316-pat00061
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-14(10 g, 23.2 mmol)와 중간체 I-3(8.55 g, 23.2 mmol)를 사용하여 화합물 15(13.3 g, 90 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H30N4: 638.2470, found: 638.
Elemental Analysis: C, 86 %; H, 5 %
합성예 20: 중간체 I-15의 합성
Figure 112022121686316-pat00062
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-3(50 g, 135 mmol)와 1-bromo-3-chlorobenzene(28.5 g, 149 mmol)를 사용하여 중간체 I-15(42.5 g, 89 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H16ClN: 353.0971, found: 353.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 5 %
합성예 21: 중간체 I-16의 합성
Figure 112022121686316-pat00063
합성예 3과 동일한 방법으로 중간체 I-15(40 g, 113 mmol)을 사용하여 중간체 I-16(31.2 g, 62 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H28BNO2: 445.2213, found: 445.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 6 %
합성예 22: 화합물 20의 합성
Figure 112022121686316-pat00064
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-1(10 g, 23.9 mmol)과 중간체 I-16(10.6 g, 23.9 mmol)을 사용하여 화합물 20(15.9 g, 95 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C51H32N4: 700.2627, found: 700.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 23: 중간체 I-17의 합성
Figure 112022121686316-pat00065
합성예 1과 동일한 방법으로 tokyo chemical industry에서 구입한 9-(4-bromophenyl)carbazole(50 g, 155 mmol)와 3-chlorophenylboronic acid(26.7 g, 171 mmol)를 사용하여 중간체 I-17(50.5 g, 92 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C24H16ClN: 353.0971, found: 353.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 5 %
합성예 24: 중간체 I-18의 합성
Figure 112022121686316-pat00066
합성예 3과 동일한 방법으로 중간체 I-17(45 g, 127 mmol)을 사용하여 중간체 I-18(41.9 g, 74 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C30H28BNO2: 445.2213, found: 445.
Elemental Analysis: C, 81 %; H, 6 %
합성예 25: 화합물 22의 합성
Figure 112022121686316-pat00067
합성예 1과 동일한 방법으로 중간체 I-1(10 g, 23.9 mmol)과 중간체 I-18(10.6 g, 23.9 mmol)을 사용하여 화합물 22(15.4 g, 92 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C51H32N4: 700.2627, found: 700.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
합성예 26: 중간체 I-19의 합성
Figure 112022121686316-pat00068
합성예 14와 동일한 방법으로 3-bromobiphenyl(100 g, 429 mmol)과 cyanuric chloride(94.9 g, 515 mmol)를 사용하여 중간체 I-19(92.0 g, 71 %)를 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C15H9Cl2N3: 301.0174, found: 301.
Elemental Analysis: C, 60 %; H, 3 %
합성예 27: 중간체 I-20의 합성
Figure 112022121686316-pat00069
합성예 1과 동일한 방법으로 4,4,5,5-tetramethyl-2-(triphenylen-2-yl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 141 mmol)과 중간체 I-19(64.1 g, 212 mmol)을 사용하여 중간체 I-20(43.9 g, 63 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H20ClN3: 493.1346, found: 493.
Elemental Analysis: C, 80 %; H, 4 %
비교합성예 1: 화합물 Host1의 합성
Figure 112022121686316-pat00070
합성예 2와 동일한 방법으로 중간체 I-20(10 g, 20.2 mmol)와 carbazole(3.72 g, 22.3 mmol)을 사용하여 화합물 Host1(12.4 g, 98 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C45H28N4: 624.2314, found: 624.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
비교합성예 2: 중간체 I-21의 합성
Figure 112022121686316-pat00071
합성예 1과 동일한 방법으로 4,4,5,5-tetramethyl-2-(3-(triphenylen-2-yl)phenyl)-1,3,2-dioxaborolane(50 g, 116 mmol)과 2,4-dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine(39.4 g, 174 mmol)을 사용하여 중간체 I-21(37.2 g, 65 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H20ClN3: 493.1346, found: 493.
Elemental Analysis: C, 80 %; H, 4 %
비교합성예 3: 화합물 Host2의 합성
Figure 112022121686316-pat00072
합성예 2와 동일한 방법으로 중간체 I-21(10 g, 20.2 mmol)와 carbazole(3.72 g, 22.3 mmol)을 사용하여 화합물 Host2(12.0 g, 95 %)을 얻었다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C45H28N4: 624.2314, found: 624.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 5 %
비교합성예 4: 화합물 Host3의 합성
Figure 112022121686316-pat00073
특허 KR 10-2012-0116282의 합성법을 참고하여 화합물 Host3을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C33H20N4: 472.1688, found: 472.
Elemental Analysis: C, 84 %; H, 4 %
비교합성예 5: 화합물 Host4의 합성
Figure 112022121686316-pat00074
특허 KR 10-2012-0116282의 합성법을 참고하여 화합물 Host4를 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H29N3: 623.2361, found: 623.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
비교합성예 6: 화합물 Host5의 합성
Figure 112022121686316-pat00075
특허 KR 10-2012-0116282의 합성법을 참고하여 화합물 Host5를 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C57H35N5: 789.2892, found: 789.
Elemental Analysis: C, 87 %; H, 4 %
비교합성예 7: 화합물 Host6의 합성
Figure 112022121686316-pat00076
특허 KR 10-2012-0116282의 합성법을 참고하여 화합물 Host6을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H29N3: 623.2361, found: 623.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
비교합성예 8: 화합물 Host7의 합성
Figure 112022121686316-pat00077
특허 KR 10-2014-0113483의 합성법을 참고하여 화합물 Host7을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C47H30N2: 622.2409, found: 623.
Elemental Analysis: C, 91 %; H, 5 %
비교합성예 9: 화합물 Host8의 합성
Figure 112022121686316-pat00078
특허 WO2017-069258의 합성법을 참고하여 화합물 Host8을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C40H25N3: 547.2048, found: 547.
Elemental Analysis: C, 88 %; H, 5 %
비교합성예 10: 화합물 Host9의 합성
Figure 112022121686316-pat00079
특허 WO2017-069258의 합성법을 참고하여 화합물 Host9를 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H29N3: 623.2361, found: 623.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
비교합성예 11: 화합물 Host10의 합성
Figure 112022121686316-pat00080
특허 WO2017-069258의 합성법을 참고하여 화합물 Host10을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C46H29N3: 623.2361, found: 623.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
합성예 28: 화합물 C-1의 합성
Figure 112022121686316-pat00081
특허 KR 10-2014-0042630의 합성법을 참고하여 화합물 C-1을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C36H24N2: 484.1939, found: 484.
Elemental Analysis: C, 89 %; H, 5 %
합성예 29: 화합물 C-10의 합성
Figure 112022121686316-pat00082
특허 KR 10-2014-0042630의 합성법을 참고하여 화합물 C-10을 합성하였다.
HRMS (70 eV, EI+): m/z calcd for C48H32N2: 636.2565, found: 636.
Elemental Analysis: C, 91 %; H, 5 %
(순환 전압 전류법 ( CV , cyclic voltammetry )을 이용한 에너지 준위 측정)
BAS(bioanalytical systems Inc. USA)사의 EC-Epsilon과 c-3 cell stand로 구성된 Cyclic Voltammetry을 사용하여 각 화합물의 HOMO 및 LUMO를 하기의 방법으로 측정 하였다.
우선 Ferrocene의 전위를 진공의 에너지 준위에 비하여 -4.8 eV로 정한 후, 기준전극 Ag/Ag+를 사용하고 tetrabutylammonium tetrafluoroborate이 dichloromethane 용매에 0.1 M 농도로 녹아있는 용액을 전해질로 사용하였다. Ferrocene 및 각각의 화합물을 100 mV/sec 속도로 측정한 후, 하기 계산식을 사용하여 HOMO 및 LUMO 에너지 준위를 계산하였다.
<계산식>
HOMO(or LUMO)(eV)＝-4.8-(Eonset-E1/2( Ferrocene ))
여기서 Eonset는 redox가 시작되는 전위이고 E1/ 2(Ferrocene)은 ferrocene의 반파전위(half-wave potential)이다. 결과는 표 1과 같다.
화합물 HOMO (eV) LUMO (eV)
1 -5.75 -2.48
2 -5.74 -2.47
4 -5.75 -2.49
11 -5.80 -2.74
15 -5.74 -2.46
20 -5.79 -2.40
22 -5.72 -2.45
Host 1 -6.17 -2.45
Host 2 -6.15 -2.38
Host 3 -6.27 -2.43
Host 4 -5.93 -2.33
Host 5 -5.81 -2.51
Host 6 -5.66 -2.19
Host 7 -5.78 -1.96
Host 8 -6.03 -2.17
Host 9 -6.05 -2.14
Host 10 -6.03 -2.18
표 1을 참고하면, 화합물 1, 화합물 2, 화합물 4, 화합물 11, 화합물 15, 화합물 20 및 화합물 22의 HOMO 에너지 값은 -5.80 eV이상이고, LUMO 에너지 값은 -2.40 eV이하이므로, Host 1 내지 Host 10에 비해 정공/전자 주입 및 이동이 원할 할 것으로 예측할 수 있다.
(유기 발광 소자의 제작)
실시예 1
ITO (Indium tin oxide)가 1500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 10분간 세정 한 후 진공 증착기로 기판을 이송하였다. 이렇게 준비된 ITO 투명 전극을 양극으로 사용하여 ITO 기판 상부에 화합물 A를 진공 증착하여 700 Å두께의 정공 주입층을 형성하고 상기 주입층 상부에 화합물 B를 50 Å의 두께로 증착한 후, 화합물 C를 1020 Å의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성하였다. 정공수송층 상부에 상기에서 합성예 4에서 얻은 화합물 1과 합성예 29에서 얻은 화합물 C-10을 동시에 호스트로 사용하고 도판트로 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III) [Ir(ppy)3]를 10wt%로 도핑하여 진공 증착으로 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 여기서 화합물 1과 화합물 C-1은 3:7 비율로 사용되었다. 이어서 상기 발광층 상부에 화합물 D와 Liq를 동시에 1:1 비율로 진공 증착하여 300Å 두께의 전자수송층을 형성하고 상기 전자수송층 상부에 Liq 15Å과 Al 1200Å을 순차적으로 진공 증착 하여 음극을 형성함으로써 유기발광소자를 제작하였다.
상기 유기발광소자는 5층의 유기 박막층을 가지는 구조로 되어 있으며, 구체적으로 다음과 같다.
ITO/화합물A(700Å)/화합물B(50Å)/화합물C(1020Å)/EML[화합물 1:화합물 C-1:Ir(ppy)3 = X:X:10%](400Å)/화합물D:Liq(300Å)/Liq(15Å)/Al(1200Å)의 구조로 제작하였다. (X= 중량비)
화합물 A: N4,N4'-diphenyl-N4,N4'-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'-diamine
화합물 B: 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN),
화합물 C:N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine
화합물 D: 8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinoline
실시예 2 내지 18
표 2에 기재된 조성으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
비교예 1 내지 21
표 2에 기재된 조성으로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제작하였다.
평가
실시예 1 내지 18과 비교예 1 내지 21에 따른 유기발광소자의 구동전압, 발광효율 및 수명특성을 평가하였다.
구체적인 측정방법은 하기와 같고, 그 결과는 표 2와 같다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 0V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 전류 효율(cd/A) 을 계산하였다.
(4) 수명 측정
휘도(cd/m2)를 6000 cd/m2 로 유지하고 전류 효율(cd/A)이 97%로 감소하는 시간을 측정하여 결과를 얻었다.
(5) 구동전압 측정
전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 15 mA/cm2에서 각 소자의 구동전압을 측정하여 결과를 얻었다.
No. 호스트 중량비
(제1화합물:
제2화합물)		 구동
전압
(V)		 색 효율
(cd/A)		 수명
T97
(h)
제1
화합물		 제2
화합물
실시예 1 화합물 1 화합물 C-10 3:7 3.92 녹색 62.6 1,080
실시예 2 화합물 2 화합물 C-10 3:7 3.85 녹색 65.4 1,150
실시예 3 화합물 4 화합물 C-10 3:7 4.01 녹색 60.8 1,300
실시예 4 화합물 11 화합물 C-10 3:7 4.17 녹색 60.1 1,420
실시예 5 화합물 15 화합물 C-10 3:7 3.76 녹색 69.5 980
실시예 6 화합물 20 화합물 C-10 3:7 4.02 녹색 63.4 1,200
실시예 7 화합물 22 화합물 C-10 3:7 3.98 녹색 62.5 1,060
실시예 8 화합물 1 화합물 C-1 3:7 3.86 녹색 64.1 950
실시예 9 화합물 2 화합물 C-1 3:7 3.78 녹색 65.0 990
실시예 10 화합물 1 - 4.32 녹색 60.2 780
실시예 11 화합물 2 - 4.21 녹색 61.7 800
실시예 12 화합물 4 - 4.35 녹색 60.5 820
실시예 13 화합물 11 - 4.42 녹색 59.5 920
실시예 14 화합물 15 - 3.98 녹색 64.5 700
실시예 15 화합물 20 - 4.40 녹색 59.8 810
실시예 16 화합물 22 - 4.29 녹색 61.0 800
실시예 17 화합물 1 화합물 C-10 4:6 3.77 녹색 62.8 1,000
실시예 18 화합물 1 화합물 C-10 2:8 4.11 녹색 62.2 1,050
비교예 1 CBP - 5.5 녹색 19.3 0.5
비교예 2 Host1 화합물 C-10 3:7 4.29 녹색 65.8 540
비교예 3 Host2 화합물 C-10 3:7 4.6 녹색 58.0 460
비교예 4 Host3 화합물 C-10 3:7 4.95 녹색 43.5 10
비교예 5 Host4 화합물 C-10 3:7 4.81 녹색 60.0 210
비교예 6 Host5 화합물 C-10 3:7 4.75 녹색 55.1 450
비교예 7 Host6 화합물 C-10 3:7 4.70 녹색 45.5 50
비교예 8 Host7 화합물 C-10 3:7 5.10 녹색 35.8 10
비교예 9 Host8 화합물 C-10 3:7 4.95 녹색 61.5 150
비교예 10 Host9 화합물 C-10 3:7 4.92 녹색 58.0 200
비교예 11 Host10 화합물 C-10 3:7 5.3 녹색 2.8 10
비교예 12 Host1 - 4.41 녹색 50.2 220
비교예 13 Host2 - 4.50 녹색 52.1 180
비교예 14 Host3 - 5.10 녹색 25.0 0
비교예 15 Host4 - 4.38 녹색 52.5 110
비교예 16 Host5 - 4.80 녹색 49.0 300
비교예 17 Host6 - 4.82 녹색 35.0 10
비교예 18 Host7 - 5.00 녹색 20.1 0
비교예 19 Host8 - 4.40 녹색 52.1 55
비교예 20 Host9 - 4.61 녹색 53.0 90
비교예 21 Host10 - 4.45 녹색 48.3 100
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 18에 따른 유기발광소자는 비교예 1 내지 21에 따른 유기발광소자와 비교하여 구동전압, 발광효율 및 수명특성이 현저하게 개선된 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예의 화합물이 실시예의 화합물에 비해 deep한 HOMO 에너지 준위 및 shallow한 LUMO값을 가지면서 정공/전자 주입 및 이동이 실시예의 화합물에 비해 잘되지 않으면서 소자수명에 치명적 영향을 미쳤음을 표 1을 보면 추측할 수 있다. 또한 HT 코어인 carbazole이 ET 코어인 triazine에 직접 연결되어 있을 경우 수명에 악영향을 주는 것을 알 수 있다. 이는 HOMO 및 LUMO의 전자구름이 분리되지 않아 한 부분에서 산화 및 환원이 동시에 일어나 분자에 무리를 주기 때문인 것으로 추측된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 200: 유기 발광 소자
105: 유기층
110: 음극
120: 양극
130: 발광층
140: 정공 보조층

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표현되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112022121686316-pat00083

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
    n1 및 n3은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이고,
    n2는 1의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 계산식에 의해 산출된 HOMO 에너지 준위는 -6.0 eV 내지 -5.0 eV 이고, LUMO 에너지 준위는 -2.2 eV 내지 -2.9 eV 인 화합물:
    <계산식>
    HOMO/LUMO 에너지 준위(eV)＝-4.8-(Eonset-E1/2(Ferrocene)).
    (Eonset: redox가 시작되는 전위, E1/2(Ferrocene): ferrocene의 반파전위(half-wave potential))
  3. 제1항에 있어서,
    상기 0≤n1+n3≤1인 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표현되는 화합물:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure 112022121686316-pat00084
    Figure 112022121686316-pat00085

    [화학식 1-3] [화학식 1-4]
    Figure 112022121686316-pat00086
    Figure 112022121686316-pat00087

    [화학식 1-5] [화학식 1-6]
    Figure 112022121686316-pat00088
    Figure 112022121686316-pat00089

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서,
    R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이다.
  5. 제1항에 있어서,
    하기 그룹 1에 나열된 화합물 중 하나인 화합물:
    [그룹 1]
    Figure 112022121686316-pat00090

    Figure 112022121686316-pat00111

    Figure 112022121686316-pat00092

    Figure 112022121686316-pat00093

    Figure 112022121686316-pat00094

    Figure 112022121686316-pat00095

    Figure 112022121686316-pat00096

    Figure 112022121686316-pat00097

    Figure 112022121686316-pat00098

    Figure 112022121686316-pat00099
    .
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 상기 제1항의 화학식 1로 표현되는 제1 화합물, 및
    하기 화학식 2로 표현되는 제2 화합물을 포함하는 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112022121686316-pat00100

    상기 화학식 2에서,
    L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    R15 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고, 시아노기, 또는 이들의 조합이고,
    m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표현되는 조성물:
    [화학식 2-1] [화학식 2-2]
    Figure 112022121686316-pat00101
    Figure 112022121686316-pat00102

    상기 화학식 2-1 및 2-2에서,
    L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    R15 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 시아노기, 또는 이들의 조합이고,
    m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 *-L2-Y1 및 *-L3-Y2는 각각 독립적으로 하기 그룹 Ⅲ에 나열된 치환기 중 하나인 조성물:
    [그룹 Ⅲ]
    Figure 112022121686316-pat00103

    상기 그룹 Ⅲ에서, *은 연결 지점이다.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표현되고,
    상기 제2 화합물은 하기 화학식 2-1로 표현되는 조성물:
    [화학식 1-1] [화학식 1-2]
    Figure 112022121686316-pat00104
    Figure 112022121686316-pat00105

    [화학식 1-3]
    Figure 112022121686316-pat00106

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서,
    R1 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
    L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고;
    [화학식 2-1]
    Figure 112022121686316-pat00107

    상기 화학식 2-1에서,
    L2 및 L3은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기이고,
    R15 내지 R20은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 시아노기, 또는 이들의 조합이고,
    m은 0 내지 2의 정수 중 하나이다.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 서로 마주하는 양극과 음극,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 적어도 1층의 유기층을 포함하고,
    상기 유기층은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 또는 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유기층은 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 화합물 또는 상기 조성물을 포함하는 유기 광전자 소자.
  16. 제14항에 따른 유기 광전자 소자를 포함하는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 발광층은 도펀트를 더 포함하는 유기 광전자 소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 화합물과 상기 도펀트의 HOMO 에너지 준위 차, 및 상기 화합물과 상기 도펀트의 LUMO 에너지 준위 차 중 적어도 하나는 0 eV 내지 0.2 eV인 유기 광전자 소자.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 조성물과 상기 도펀트의 HOMO 에너지 준위 차, 및 상기 조성물과 상기 도펀트의 LUMO 에너지 준위 차 중 적어도 하나는 0 eV 내지 0.2 eV인 유기 광전자 소자.
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