[go: up one dir, main page]

KR20170116944A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170116944A
KR20170116944A KR1020170033826A KR20170033826A KR20170116944A KR 20170116944 A KR20170116944 A KR 20170116944A KR 1020170033826 A KR1020170033826 A KR 1020170033826A KR 20170033826 A KR20170033826 A KR 20170033826A KR 20170116944 A KR20170116944 A KR 20170116944A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
compound
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020170033826A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101837896B1 (ko
Inventor
허동욱
이동훈
허정오
장분재
강민영
한미연
정민우
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=60299329&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20170116944(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20170116944A publication Critical patent/KR20170116944A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101837896B1 publication Critical patent/KR101837896B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/14—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hydrogen or carbon atoms directly attached to at least one ring carbon atom
    • C07D251/24—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hydrogen or carbon atoms directly attached to at least one ring carbon atom to three ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
    • C07C13/28—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
    • C07C13/32—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings
    • C07C13/72—Spiro hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H01L51/0067—
    • H01L51/5072—
    • H01L51/5092—
    • 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
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • 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
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 2016년 04월 12일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0045032호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
유기 전자 소자의 대표적인 예로는 유기 발광 소자가 있다. 일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
국제 특허 출원 공개 제2003-012890호
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공하고자 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Q는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
Ar1 및 R1 내지 R12 중 하나는 -[L1]m-Ar2 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있고, 나머지는 수소이고,
n은 1 내지 6의 정수이고,
n이 2 이상인 경우, 복수개의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
m은 0 내지 2의 정수이며,
m이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 같거나 상이하고,
Ar2는 니트릴기; 니트릴기로 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 피라다지닐기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이거나, 하기 화학식 6 또는 7로 표시되며,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서,
L1 및 m에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
X1 내지 X3 중 적어도 2 이상은 N이고, 나머지는 N 또는 CR이고,
R은 수소이고, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
[화학식 6]
Figure pat00003
상기 화학식 6에 있어서,
X4는 N 또는 CR15이고,
R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
[화학식 7]
Figure pat00004
상기 화학식 7에 있어서,
X5는 N 또는 CR16이고, X6은 N 또는 CR17이며, X7은 N 또는 CR18이고, X8은 N 또는 CR19이며,
X5 내지 X8 중 적어도 하나는 N이고,
G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 전술한 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 전자 소자를 비롯한 유기 전기 소자에 사용되어, 유기 전기 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따르는 유기 전자 소자(10)를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르는 유기 전자 소자(11)를 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서의 화학식 1로 표시되는 화합물은 나프틸기를 스피로 화합물에 고리화하여 분자내 HOMO 에너지 레벨에서 전자구름이 지나치지 않게 풍부하므로 유기 전자 소자에서 전자수송 능력을 적절하게 하여 소자 구동전압을 낮추며 발광 효율을 높이고 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00005
는 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아민기; 아릴아민기; 포스핀옥사이드기; 아릴기; 실릴기; 및 N, O, S, Se 및 Si 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 바람직하게는 탄소수 1 내지 20이고, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 10이다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 40인 것이 바람직하며, 바람직하게 탄소수 3 내지 20이고, 더 바람직하게는 탄소수 3 내지 10이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 50인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 6 내지 20이다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 40인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 6 내지 20이다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 50인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 탄소수 2 내지 20이다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성이 우수하고, HOMO 에너지 준위가 6.0 eV 이상으로 깊기 때문에, 정공 안정성을 가진다. 이에 따라, 화학식 1로 표시되는 화합물은 낮은 구동전압 및/또는 높은 효율을 가지며, 화합물의 정공 안정성에 의하여 소자의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 직접결합이거나, 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L1은 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0 내지 2의 정수이며, m이 2 이상인 경우, 복수의 L1은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1의 스피로 플루오렌 코어구조에 헤테로아릴 치환기를 하나 치환한 화합물은, 스피로 플루오렌 코어구조에 헤테로아릴 치환기가 두개 치환된 화합물에 비하여, 유기 전자 소자에 적용시 소자 효율이 높다.
구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1의 화합물은 2.1 eV 이상의 삼중항 에너지를 갖는 반면, 스피로 플루오렌 코어구조에 헤테로아릴 치환기가 두개 치환된 화합물은 2.1 eV 미만의 삼중항 에너지를 갖는데, 이로 인해 스피로 플루오렌 코어구조에 헤테로아릴 치환기가 두개 치환된 화합물은 삼중항-삼중항 소멸(Triplet-Triplet Annihilation: TTA)의 효과가 감쇄되기 때문에 유기 전자 소자에 적용시 소자 효율이 낮다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar1 및 R1 내지 R12 중 하나는 -[L1]m-Ar2 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있고, 나머지는 수소이다.
[화학식 2]
Figure pat00012
상기 화학식 2에 있어서,
L1 및 m에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
X1 내지 X3 중 적어도 2 이상은 N이고, 나머지는 N 또는 CR이고,
R은 수소이고, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 피리딜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 피리딜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기, 나프틸기, 카바졸기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 피리딜기, 벤조카바졸기 또는 페노크사틴(phenoxathiin)으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 1-나프틸기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 2-나프틸기; 메틸기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 페날렌기; 카바졸기; 디벤조티오펜기; 디벤조퓨란기; 또는 피리딜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X1 내지 X3는 각각 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, X1 및 X2는 각각 N이고, X3은 CR이고, R은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, Ar2는 니트릴기; 니트릴기로 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 피라다지닐기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이거나, 하기 화학식 6 또는 7로 표시된다.
[화학식 6]
Figure pat00013
상기 화학식 6에 있어서,
X4는 N 또는 CR15이고,
R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
[화학식 7]
Figure pat00014
상기 화학식 7에 있어서,
X5는 N 또는 CR16이고, X6은 N 또는 CR17이며, X7은 N 또는 CR18이고, X8은 N 또는 CR19이며,
X5 내지 X8 중 적어도 하나는 N이고,
G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 니트릴기; 니트릴기로 치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 피라다지닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이거나, 상기 화학식 6 또는 7로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar2는 니트릴기; 니트릴기로 치환된 페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 피라다지닐기; 페닐기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이거나, 상기 화학식 6 또는 7로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X4는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X4는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 바이페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X5 내지 X8 중 적어도 두 개는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X6 및 X7은 각각 N이고, X5는 CR16이고, X8은 CR19이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 50의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 페닐기; 또는 나프틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00015
[화학식 4]
Figure pat00016
[화학식 5]
Figure pat00017
상기 화학식 3 내지 5에 있어서,
Ar1, n, R1 내지 R12의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다. 후술하는 제조예들에서는 대표적인 예시들을 기재하지만, 필요에 따라, 치환기를 추가하거나 제외할 수 있으며, 치환기의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 당 기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응조건 등을 변경할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전술한 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 유기 전자 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 전자 소자의 대표적인 예로서, 유기 전자 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 전자차단층, 정공차단층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 전자 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층 또는 정공수송층을 포함하고, 상기 정공주입층 또는 정공수송층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층을 포함하고, 상기 전자차단층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자조절층을 포함하고, 상기 전자조절층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 정공주입층, 정공수송층. 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 정공차단층 및 전자차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 전자수송층, 전자주입층, 전자수송과 전자주입을 동시에 하는 층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자수송층 중 적어도 하나는 상기 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 상기 2층 이상의 전자수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자수송층에 포함되는 경우, 상기 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아미노기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공주입층 또는 정공수송층을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 전자 소자일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층이 전자수송층인 경우, 상기 전자수송층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 일 예에 따르면 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전자수송층은 LiQ를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 화학식 1의 화합물과 n형 도펀트의 중량비는 10:1 내지 1:10으로 포함할 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층이 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층인 경우, 상기 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 일 예에 따르면 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 LiQ를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 화학식 1의 화합물과 n형 도펀트의 중량비는 10:1 내지 1:10으로 포함할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전자 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 전자 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 전자 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타난 것과 같은 구조를 가질 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 발광층(40) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자(10)의 구조가 예시 되어 있다. 상기 도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전자 소자의 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
도 2에는 기판(20) 위에 제1 전극(30), 정공주입층(60), 정공수송층(70), 전자차단층(80), 발광층(40), 전자수송층(90), 전자주입층(100) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유기 전자 소자(11)의 구조가 예시되어 있다. 상기 도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 예시적인 구조이며, 다른 유기물층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 명세서의 화합물, 즉 상기 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
상기 유기 전자 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 전자 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 전자 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전자 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 전자 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전자 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공차단층은 정공주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자주입층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.
상기 발광층의 발광 물질로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 화합물, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스티릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 정공차단층은 정공의 음극 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 전자 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전자 소자 외에도 유기 발광 소자, 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
본 명세서에 따른 화합물은 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC), 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 전자 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
제조예 1. 화합물 E1의 합성
Figure pat00040
상기 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-2'-일)-1,3,2-디옥사보로란 (10.0g, 20.3mmol)과 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 (7.0g, 21.8mmol)을 테트라하이드로퓨란(100ml)에 완전히 녹인 후 탄산칼륨(8.4g, 60.9 mmol)을 물 50 ml에 용해시켜 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (704mg, 0.61mmol)을 넣은 후, 8시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 탄산칼륨 용액을 제거하여 상기의 흰색 고체를 여과했다. 여과된 흰색의 고체를 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트로 각각 2번씩 세척하여 상기 화합물 E1(12.3g, 수율 90%)을 제조하였다.
MS[M+H]+= 674
제조예 2. 화합물 E2의 합성
Figure pat00041
상기 제조예 1에서 상기 화합물 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(3-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진를 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E2를 제조하였다.
MS[M+H]+= 674
제조예 3. 화합물 E3의 합성
Figure pat00042
상기 제조예 1에서 상기 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-2'-일)-1,3,2-디옥사보로란 대신 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌]-2'-일)-1,3,2-디옥사보로란을 사용하고, 상기 화합물 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-9-페닐-1,10-페난트롤린을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E3을 제조하였다.
MS[M+H]+= 621
제조예 4. 화합물 E4의 합성
Figure pat00043
상기 제조예 1에서 상기 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-2'-일)-1,3,2-디옥사보로란 대신 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-4'-일)-1,3,2-디옥사보로란을 사용하고, 상기 화합물 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-클로로-6-(4-클로로페닐)-2-페닐피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E4-1을 제조하였다.
MS[M+H]+= 63
Figure pat00044
상기 화합물 E4-1(10.0g, 15.8mmol)과 디벤조[b,d]퓨란-4-일 보로닉 액시드 (3.35g, 15.8mmol)을 테트라하이드로퓨란(100ml)에 완전히 녹인 후 탄산칼륨(6.6g, 47.5 mmol)을 물 50 ml에 용해시켜 첨가하고, 테트라키스트리페닐-포스피노팔라듐 (549mg, 0.48mmol)을 넣은 후, 8시간동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 탄산칼륨 용액을 제거하여 상기의 흰색 고체를 여과했다. 여과된 흰색의 고체를 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트로 각각 2번씩 세척하여 상기 화합물 E4 (10.8g, 수율 89%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 763
제조예 5. 화합물 E5의 합성
Figure pat00045
상기 제조예 4에서 상기 화합물 4-클로로-6-(4-클로로페닐)-2-페닐피리미딘 대신 2-클로로-4-(3-클로로페닐)-6-페닐-1,3,5-트리아진을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 4의 화합물 E4-1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E5-1을 제조하였다.
MS[M+H]+= 632
Figure pat00046
상기 화합물 E5-1 (10.0g, 15.8mmol)과 카바졸 (2.6g, 15.8mmol)을 자일렌(100ml)에 완전히 녹인 후 소듐-t-부톡사이드(1.4eq)을 자일렌에 용해시켜 첨가하고, 가열교반한 뒤 80oC에서 [비스(트라이-t-부틸포스핀)]팔라듐 2mmol%을 넣었다. 상온으로 온도를 낮추고 반응을 종결한 후, 물을 넣고 상기의 흰색 고체를 여과했다. 여과된 흰색의 고체를 테트라하이드로퓨란과 에틸아세테이트로 각각 2번씩 세척하여 상기 화합물 E5(9.8g, 수율 81%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 763
제조예 6. 화합물 E6의 합성
Figure pat00047
상기 제조예 1에서 상기 화합물 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-2'-일)-1,3,2-디옥사보로란 대신 4,4,5,5-테트라메틸-2-(스피로[벤조[c]플루오렌-7,9'-플루오렌]-5-일)-1,3,2-디옥사보로란 을 사용하고, 상기 화합물 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-(4-클로로페닐)-6-(디벤조[b,d]사이오펜-3-일)-페닐 피리미딘을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E6을 제조하였다.
MS[M+H]+= 779
제조예 7. 화합물 E7의 합성
Figure pat00048
상기 제조예 1에서 상기 화합물 2-([1,1'-비페닐]-4-일)-4-클로로-6-페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-([1,1'-비페닐]-4-일)-2-클로로 퀴나졸린을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E7을 제조하였다.
MS[M+H]+= 647
제조예 8. 화합물 E8의 합성
Figure pat00049
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E8을 제조하였다.
MS[M+H]+= 621
제조예 9. 화합물 E9의 합성
Figure pat00050
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E9을 제조하였다.
MS[M+H]+= 545
제조예 10. 화합물 E10의 합성
Figure pat00051
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E10을 제조하였다.
MS[M+H]+= 621
제조예 11. 화합물 E11의 합성
Figure pat00052
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E11을 제조하였다.
MS[M+H]+= 621
제조예 12. 화합물 E12의 합성
Figure pat00053
각 출발물질을 상기 반응식과 같이 하는 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 상기 화합물 E12를 제조하였다.
MS[M+H]+= 597
< 실험예 1-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 [HI-A]를 600Å의 두께로 열 진공증착하여 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 50Å 및 하기 화합물 [HT-A] (600Å)를 순차적으로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화합물 [BH]와 [BD]를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 상기 [화합물 E1]과 하기 화합물 [LiQ](Lithiumquinolate)를 1:1 중량비로 진공증착하여 350Å의 두께로 전자주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 10Å 두께로 리튬플루오라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1 × 10-7 내지 5 × 10- 8torr를 유지하여, 유기 전자 소자를 제작하였다.
Figure pat00054
Figure pat00055
< 실험예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-6>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-7>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-8>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-9>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E9을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-10>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-11>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E11을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 1-12>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E12을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-1>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-A을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-2>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-B을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-3>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-C을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-4>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-D을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-5>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-E을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-6>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-F을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-7>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-G을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-8>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-H을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-9>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-I을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 1-10>
상기 실험예 1-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-J을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
전술한 실험예 1-1 내지 1-12 및 비교예 1-1 내지 1-10의 방법으로 제조한 유기 전자 소자를 10 mA/Cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/Cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
화합물 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 수명(h)
T90 at 20mA/Cm2
실험예 1-1 E1 4.20 5.67 (0.142, 0.097) 160
실험예 1-2 E2 4.31 5.41 (0.142, 0.095) 170
실험예 1-3 E3 4.43 5.37 (0.142, 0.096) 141
실험예 1-4 E4 4.26 5.30 (0.142, 0.096) 149
실험예 1-5 E5 4.34 5.39 (0.142, 0.096) 174
실험예 1-6 E6 4.37 5.23 (0.142, 0.097) 153
실험예 1-7 E7 4.39 5.02 (0.142, 0.096) 148
실험예 1-8 E8 4.24 5.39 (0.142, 0.096) 166
실험예 1-9 E9 4.34 5.69 (0.142, 0.096) 175
실험예 1-10 E10 4.30 5.53 (0.142, 0.097) 172
실험예 1-11 E11 4.39 5.28 (0.142, 0.096) 167
실험예 1-12 E12 4.40 5.22 (0.142, 0.096) 147
비교예 1-1 ET-1-A 4.74 3.87 (0.142, 0.098) 88
비교예 1-2 ET-1-B 4.84 4.01 (0.142, 0.102) 85
비교예 1-3 ET-1-C 4.97 3.96 (0.142, 0.096) 97
비교예 1-4 ET-1-D 4.75 4.11 (0.142, 0.096) 64
비교예 1-5 ET-1-E 5.21 3.67 (0.142, 0.096) 76
비교예 1-6 ET-1-F 4.74 3.55 (0.142, 0.098) 20
비교예 1-7 ET-1-G 4.89 4.01 (0.142, 0.102) 82
비교예 1-8 ET-1-H 4.97 3.54 (0.142, 0.096) 40
비교예 1-9 ET-1-I 4.75 4.00 (0.142, 0.096) 55
비교예 1-10 ET-1-J 5.22 3.60 (0.142, 0.096) 60
상기 표 1의 결과로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전자 소자의 전자주입 및 전자수송을 동시에 할 수 있는 유기물층에 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
구체적으로 본 명세서의 화학식 1에 따른 실험예 1-1 내지 1-12과 비교예 1-1, 1-2, 1-3, 1-5 및 1-7을 비교하면, 상기 화학식 1과 같이 나프틸 스피로 플루오렌 골격에 헤테로아릴기가 치환된 화합물은 페난트렌 스피로 플루오렌, 스피로 플루오렌 및 디벤조사이오페닐 스피로 플루오렌 골격에 헤테로아릴기 치환기를 가지는 화합물에 비하여 유기 전자 소자에서 구동전압, 효율 및/또는 수명면에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 1-4, 1-5 및 1-6과 비교예 1-5를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 적어도 두개의 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 스피로 플루오렌기를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 1-1 내지 1-12과 비교예 1-4를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 디페닐 플루오렌기를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 1-4, 1-6 및 1-12와 비교예 1-6를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 육원 헤테로 고리기에 수소만으로 치환된 구조를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 1-3, 1-8, 1-9, 1-10 및 1-11과 비교예 1-9. 1-10을 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 페난트롤린이 두개 치환된 구조 및 나프틸 스피로기가 두개 치환된 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 1-1 내지 1-12와 비교예 1-8을 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 오원 헤테로 고리기가 나프틸 스피로기에 치환된 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성이 우수하고, 6.0 eV 동등 또는 이상의 깊은 HOMO 준위 및 정공 안정성을 가져 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 전자주입 및 전자수송을 동시에 할 수 있는 유기물층에 사용할 경우, 당업계에서 사용되는 n-형 도펀트를 혼합하여 사용 가능함을 알 수 있다.
이에 따라, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 낮은 구동전압 및 높은 효율을 가지며, 화합물의 정공 안정성에 의하여 소자의 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
< 실험예 2-1>
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 [HI-A]를 600Å의 두께로 열 진공증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT) 50Å 및 하기 화합물 [HT-A] (600Å)를 순차적으로 진공증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 200Å으로 하기 화합물 [BH]와 [BD]를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 위에 상기 [화학식 E1]를 진공증착하여 200Å의 두께로 전자조절층을 형성하였다. 상기 전자조절층 위에 하기 화합물 [ET-1-K] 및 하기 화합물 [LiQ](Lithiumquinolate)를 1:1 중량비로 진공증착하여 150Å의 두께로 전자주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 10Å 두께로 리튬플루오라이드(LiF)와 1,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 내지 0.9 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 1 × 10-7 내지 5 × 10- 8torr를 유지하여, 유기 전자 소자를 제작하였다.
Figure pat00056
Figure pat00057
< 실험예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E2를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-5>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E5를 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-6>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-7>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-8>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-9>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E9을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-10>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-11>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E11을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 실험예 2-12>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 E12을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-1>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-A을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-2>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-B을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-3>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-C을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-4>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-D을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-5>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-E을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-6>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-F을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-7>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-G을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-8>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-H을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-9>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-I을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
< 비교예 2-10>
상기 실험예 2-1에서 화합물 E1 대신 상기 화합물 ET-1-J을 사용한 것을 제외하고는 실험예 2-1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작하였다.
전술한 실험예 2-1 내지 2-12 및 비교예 2-1 내지 2-10의 방법으로 제조한 유기 전자 소자를 10 mA/Cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/Cm2의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 90%가 되는 시간(T90)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
화합물 전압
(V@10mA/cm2)		 효율
(cd/A@10mA/cm2)		 색좌표
(x,y)		 수명(h)
T90 at 20mA/Cm2
실험예 2-1 E1 4.10 5.77 (0.142, 0.097) 180
실험예 2-2 E2 4.21 5.80 (0.142, 0.096) 179
실험예 2-3 E3 4.23 5.57 (0.142, 0.096) 160
실험예 2-4 E4 4.16 5.70 (0.142, 0.096) 184
실험예 2-5 E5 4.20 5.69 (0.142, 0.096) 194
실험예 2-6 E6 4.22 5.73 (0.142, 0.097) 175
실험예 2-7 E7 4.40 5.10 (0.142, 0.096) 150
실험예 2-8 E8 4.21 5.56 (0.142, 0.096) 162
실험예 2-9 E9 4.30 5.48 (0.142, 0.096) 161
실험예 2-10 E10 4.28 5.53 (0.142, 0.097) 158
실험예 2-11 E11 4.39 5.28 (0.142, 0.096) 160
실험예 2-12 E12 4.37 5.46 (0.142, 0.096) 150
비교예 2-1 ET-1-A 4.75 3.88 (0.142, 0.097) 78
비교예 2-2 ET-1-B 4.84 3.55 (0.142, 0.096) 55
비교예 2-3 ET-1-C 4.97 3.77 (0.142, 0.097) 60
비교예 2-4 ET-1-D 4.66 4.12 (0.142, 0.096) 80
비교예 2-5 ET-1-E 5.31 3.77 (0.142, 0.096) 46
비교예 2-6 ET-1-F 5.55 3.01 (0.142, 0.098) 15
비교예 2-7 ET-1-G 4.92 4.00 (0.142, 0.102) 68
비교예 2-8 ET-1-H 4.99 3.14 (0.142, 0.096) 20
비교예 2-9 ET-1-I 4.88 4.01 (0.142, 0.096) 59
비교예 2-10 ET-1-J 5.31 4.08 (0.142, 0.096) 67
상기 표 2의 결과로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전자 소자의 전자조절층에 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
구체적으로 본 명세서의 화학식 1에 따른 실험예 2-1 내지 2-12과 비교예 2-1, 2-2, 2-3, 2-5 및 2-7을 비교하면, 상기 화학식 1과 같이 나프틸 스피로 플루오렌 골격에 헤테로아릴기가 치환된 화합물은 페난트렌 스피로 플루오렌, 스피로 플루오렌 및 디벤조사이오페닐 스피로 플루오렌 골격에 헤테로아릴기 치환기를 가지는 화합물에 비하여 유기 전자 소자에서 구동전압, 효율 및/또는 수명면에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 2-4, 2-5 및 2-6과 비교예 2-5를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 적어도 두개의 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 스피로 플루오렌기를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 2-1 내지 2-12과 비교예 2-4를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 디페닐 플루오렌기를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 2-4, 2-6 및 2-12와 비교예 2-6를 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 육원 헤테로 고리기에 수소만으로 치환된 구조를 포함하는 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 2-3, 2-8, 2-9, 2-10 및 2-11과 비교예 2-9. 2-10을 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 페난트롤린이 두개 치환된 구조 및 나프틸 스피로기가 두개 치환된 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실험예 2-1 내지 2-12와 비교예 2-8을 비교하면, 나프틸 스피로 플루오렌에 헤테로아릴 치환기를 포함하는 상기 화학식 1의 구조는 오원 헤테로 고리기가 나프틸 스피로기에 치환된 구조에 비하여 유기 전자 소자에서 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성이 우수하고, 6.0 eV 동등 또는 이상의 깊은 HOMO 준위 및 정공 안정성을 가져 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
이에 따라, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 낮은 구동전압 및 높은 효율을 가지며, 화합물의 정공 안정성에 의하여 소자의 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
< 실험예 3>
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 하기 화합물 E1, E3, E8 및 E9와 하기 화합물 ET-1-I 및 ET-1-J 로 표시되는 화합물의 삼중항 에너지(ET) 값을 하기 표 3에 나타내었다.
Figure pat00058
상기 삼중항 에너지(ET)는 미국 가우시안(Gaussian)사 제조의 양자 화학 계산 프로그램 가우시안 03을 이용하여 수행하였으며, 밀도 범함수 이론(DFT)을 이용하여, 범함수로서 B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr), 기저함수로서 6-31G*를 이용하여 최적화한 구조에 대해서 시간 의존 밀도 범함수 이론(TD-DFT)에 의해 삼중항 에너지의 계산치를 구하였다.
화학식 ET (eV)
E1 2.29
E3 2.25
E8 2.24
E9 2.25
ET-1-I 2.01
ET-1-J 1.98
표 3의 결과로, 상기 화학식 [ET-1-I], [ET-1-J]로 표시되는 화합물 모두 2.1 eV 미만의 삼중항 에너지를 갖는 것을 확인할 수 있고, 표 1, 표 2의 실시예 및 비교예의 결과로 2.1 eV 미만의 낮은 삼중항 에너지를 갖는 화합물은 소자 효율이 낮은 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 결과는 낮은 삼중항 에너지를 갖는 화합물을 사용하는 경우, 삼중항-삼중항 소멸(Triplet-Triplet Annihilation: TTA)의 효과가 감쇄되기 때문이다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
10, 11: 유기 전자 소자
20: 기판
30: 제1 전극
40: 발광층
50: 제2 전극
60: 정공주입층
70: 정공수송층
80: 전자차단층
90: 전자수송층
100: 전자주입층

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00059

    상기 화학식 1에 있어서,
    Q는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
    Ar1 및 R1 내지 R12 중 하나는 -[L1]m-Ar2 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있고, 나머지는 수소이고,
    n은 1 내지 6의 정수이고,
    n이 2 이상인 경우, 복수개의 Ar1은 서로 같거나 상이하며,
    L1은 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
    m은 0 내지 2의 정수이며,
    m이 2 이상인 경우, 복수개의 L1은 서로 같거나 상이하고,
    Ar2는 니트릴기; 니트릴기로 치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 피라다지닐기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기이거나, 하기 화학식 6 또는 7로 표시되며,
    [화학식 2]
    Figure pat00060

    상기 화학식 2에 있어서,
    L1 및 m에 대한 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    X1 내지 X3 중 적어도 2 이상은 N이고, 나머지는 N 또는 CR이고,
    R은 수소이고, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    [화학식 6]
    Figure pat00061

    상기 화학식 6에 있어서,
    X4는 N 또는 CR15이고,
    R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
    [화학식 7]
    Figure pat00062

    상기 화학식 7에 있어서,
    X5는 N 또는 CR16이고, X6은 N 또는 CR17이며, X7은 N 또는 CR18이고, X8은 N 또는 CR19이며,
    X5 내지 X8 중 적어도 하나는 N이고,
    G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, R13 및 R14는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 피리딜기인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, R15 및 G1 내지 G6 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, G7 내지 G12 및 R16 내지 R19 중 어느 하나는 상기 화학식 1의 Ar1 및 R1 내지 R12 중 L1에 결합되는 부위이며, 나머지는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00063

    [화학식 4]
    Figure pat00064

    [화학식 5]
    Figure pat00065

    상기 화학식 3 내지 5에 있어서,
    Ar1, n, R1 내지 R12의 정의는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화합물 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00066

    Figure pat00067

    Figure pat00068

    Figure pat00069

    Figure pat00070

    Figure pat00071

    Figure pat00072

    Figure pat00073

    Figure pat00074

    Figure pat00075

    Figure pat00076

    Figure pat00077

    Figure pat00078

    Figure pat00079

    Figure pat00080

    Figure pat00081

    Figure pat00082

    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087
  7. 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입 및 전자수송을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자조절층을 포함하고, 상기 전자조절층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유기물층은 전자차단층 또는 정공차단층을 포함하고, 상기 전자차단층 또는 정공차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 발광층, 정공주입층, 정공수송층. 전자주입층, 전자수송층, 전자차단층, 전자조절층 및 정공차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 인광 소자, 유기 태양 전지, 유기감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
KR1020170033826A 2016-04-12 2017-03-17 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 Active KR101837896B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160045032 2016-04-12
KR20160045032 2016-04-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170116944A true KR20170116944A (ko) 2017-10-20
KR101837896B1 KR101837896B1 (ko) 2018-03-12

Family

ID=60299329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170033826A Active KR101837896B1 (ko) 2016-04-12 2017-03-17 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101837896B1 (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018151520A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device comprising the same
WO2019112214A1 (ko) * 2017-12-08 2019-06-13 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
EP3502106A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-26 Novaled GmbH Triazine compounds substituted with bulky groups
WO2019120263A1 (zh) * 2017-12-21 2019-06-27 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物及其在有机电子器件中的应用
EP3567039A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-13 Novaled GmbH N-heteroarylene compounds with low lumo energies
KR20200026124A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20200051651A (ko) * 2017-09-11 2020-05-13 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤 피리미딘 고리 구조를 갖는 화합물 및 유기 일렉트로 루미네선스 소자
KR20200055665A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
WO2021033730A1 (ja) * 2019-08-19 2021-02-25 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
WO2021086142A1 (ko) * 2019-10-31 2021-05-06 솔브레인 주식회사 유기 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 다이오드 및 상기 유기 발광 다이오드를 포함하는 표시장치
CN117143032A (zh) * 2022-05-20 2023-12-01 烟台显华科技集团股份有限公司 一种萘取代吸电片段化合物及其应用
CN117143031A (zh) * 2022-05-20 2023-12-01 烟台显华科技集团股份有限公司 一种含有萘基取代吸电片段的化合物及其应用
US11997925B2 (en) 2018-08-31 2024-05-28 Lg Chem, Ltd. Cyclic compound and organic light emitting device comprising same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101520955B1 (ko) 2015-02-10 2015-06-05 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 신규 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210124149A (ko) * 2017-02-15 2021-10-14 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2018151520A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device comprising the same
US12221430B2 (en) 2017-09-11 2025-02-11 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Compound having pyrimidine ring structure and organic electroluminescence device
KR20200051651A (ko) * 2017-09-11 2020-05-13 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤 피리미딘 고리 구조를 갖는 화합물 및 유기 일렉트로 루미네선스 소자
CN111448191A (zh) * 2017-12-08 2020-07-24 德山新勒克斯有限公司 有机电气元件用化合物、利用其的有机电气元件及其电子装置
US11807630B2 (en) 2017-12-08 2023-11-07 Duk San Neolux Co., Ltd. Compound for organic electronic element, organic electronic element comprising the same, and electronic device thereof
KR20190068271A (ko) * 2017-12-08 2019-06-18 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2019112214A1 (ko) * 2017-12-08 2019-06-13 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2019121672A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Novaled Gmbh Triazine compounds substituted with bulky groups
WO2019120263A1 (zh) * 2017-12-21 2019-06-27 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物及其在有机电子器件中的应用
EP3502106A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-26 Novaled GmbH Triazine compounds substituted with bulky groups
US11680059B2 (en) 2017-12-21 2023-06-20 Guangzhou Chinaray Optoelectronic Materials Ltd. Organic mixture and application thereof in organic electronic devices
CN111315721A (zh) * 2017-12-21 2020-06-19 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物及其在有机电子器件中的应用
CN111630050A (zh) * 2017-12-21 2020-09-04 诺瓦尔德股份有限公司 被大基团取代的三嗪化合物
CN111315721B (zh) * 2017-12-21 2023-06-06 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物及其在有机电子器件中的应用
US11530201B2 (en) 2017-12-21 2022-12-20 Novaled Gmbh Triazine compounds substituted with bulky groups
WO2019215179A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-14 Novaled Gmbh N-heteroarylene compounds with low lumo energies
CN112135822A (zh) * 2018-05-08 2020-12-25 诺瓦尔德股份有限公司 具有低lumo能量的n-杂芳亚基化合物
EP3567039A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-13 Novaled GmbH N-heteroarylene compounds with low lumo energies
KR20200026124A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
US11997925B2 (en) 2018-08-31 2024-05-28 Lg Chem, Ltd. Cyclic compound and organic light emitting device comprising same
KR20200055665A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
US12137608B2 (en) 2018-11-13 2024-11-05 Lg Chem, Ltd. Compound and organic light emitting device comprising the same
WO2021033730A1 (ja) * 2019-08-19 2021-02-25 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
WO2021086142A1 (ko) * 2019-10-31 2021-05-06 솔브레인 주식회사 유기 화합물, 이를 포함하는 유기 발광 다이오드 및 상기 유기 발광 다이오드를 포함하는 표시장치
JP2023501280A (ja) * 2019-10-31 2023-01-18 ソールブレイン・カンパニー・リミテッド 有機化合物、それを含む有機発光ダイオード、及び該有機発光ダイオードを含む表示装置
US12446461B2 (en) 2019-10-31 2025-10-14 Soulbrain Co., Ltd. Organic compound, organic light-emitting diode including organic compound, and display device including organic light-emitting diode
CN117143032A (zh) * 2022-05-20 2023-12-01 烟台显华科技集团股份有限公司 一种萘取代吸电片段化合物及其应用
CN117143031A (zh) * 2022-05-20 2023-12-01 烟台显华科技集团股份有限公司 一种含有萘基取代吸电片段的化合物及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101837896B1 (ko) 2018-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101837896B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR101737199B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
JP2019513131A (ja) 新規なヘテロ環化合物およびこれを利用した有機発光素子
KR102163070B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20190084880A (ko) 유기 발광 소자
KR101787195B1 (ko) 고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20170094665A (ko) 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101922649B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102225488B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR101896151B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR20210031396A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210001936A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20170121691A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자
KR102000171B1 (ko) 스피로형 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20170041134A (ko) 아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101878544B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190098079A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102244804B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20190135398A (ko) 신규한 트리페닐렌 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20170101586A (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR101764976B1 (ko) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20170111539A (ko) 함질소 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20180124735A (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102288756B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20170121577A (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PJ1201 Withdrawal of trial

St.27 status event code: A-5-5-V10-V13-apl-PJ1201

PZ0301 Request for patent revocation

St.27 status event code: A-4-5-L10-L15-rvc-PZ0301

Z031 Request for patent cancellation [new post grant opposition system introduced on 1 march 2017]
R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PZ1301 Decision on request for patent revocation

St.27 status event code: A-5-5-W10-W00-rvc-PZ1301

Z072 Maintenance of patent after cancellation proceedings: certified copy of decision transmitted [new post grant opposition system as of 20170301]
Z131 Decision taken on request for patent cancellation [new post grant opposition system as of 20170301]
L13-X000 Limitation or reissue of ip right requested

St.27 status event code: A-2-3-L10-L13-lim-X000

G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
PG1701 Publication of correction

St.27 status event code: A-5-5-P10-P19-oth-PG1701

Patent document republication publication date: 20190927

Republication note text: Request for Public Notice of Correction Statement

Gazette number: 1018378960000

Gazette reference publication date: 20180312

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8