WO2023140528A1 - 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

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WO2023140528A1
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light emitting
layer
mmol
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PCT/KR2022/021647
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김미경
서지현
박병희
서상원
김남우
구성모
이현우
소기호
이형동
이선희
박용욱
문성윤
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덕산네오룩스 주식회사
삼성디스플레이 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electric device using a compound for an organic electric device and an electronic device thereof.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon in which electrical energy is converted into light energy using an organic material.
  • An organic electric device using an organic light emitting phenomenon usually has a structure including an anode, a cathode, and an organic material layer therebetween.
  • the organic material layer is often composed of a multi-layer structure composed of different materials in order to increase the efficiency and stability of the organic electric device, and may include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • Efficiency, lifespan, driving voltage, etc. are related to each other. As the efficiency increases, the driving voltage relatively decreases. However, efficiency cannot be maximized by simply improving the organic layer. This is because long life and high efficiency can be achieved at the same time when the optimal combination of the energy level and T 1 value between each organic layer and the intrinsic properties (mobility, interfacial property, etc.) of the material is achieved.
  • An object of the present invention is to provide an organic electric device and an electronic device using a compound capable of lowering the driving voltage of the device and improving the luminous efficiency and lifespan of the device as a material for a light emitting auxiliary layer.
  • the present invention provides an organic electric element in which the compounds of Formulas 1 and 2 are applied to the light emitting auxiliary layer.
  • the present invention provides an electronic device including the organic electric element.
  • the driving voltage of the device can be lowered, and the luminous efficiency and lifetime can be improved.
  • 1 to 3 are exemplary views of an organic electroluminescent device according to the present invention.
  • organic electric element 110 first electrode
  • first hole transport layer 340 first light emitting layer
  • second charge generation layer 420 second hole injection layer
  • aryl group and arylene group used in the present invention have 6 to 60 carbon atoms, respectively, unless otherwise specified, but are not limited thereto.
  • the aryl group or arylene group may include a single ring, a ring assembly, a conjugated multiple ring system, a spiro compound, and the like.
  • fluorenyl group refers to a substituted or unsubstituted fluorenyl group
  • fluorenyl group refers to a substituted or unsubstituted fluorenyl group.
  • the fluorenyl group or fluorenylene group used in the present invention includes spiro compounds formed by combining R and R' in the following structure, and also includes compounds in which adjacent R" bonds to each other to form a ring.
  • Substituted fluorenyl group means that at least one of R, R', and R" in the following structure is a substituent other than hydrogen, and in the formula below, R" may be 1 to 8.
  • a fluorenyl group, a fluorenyl group, etc. may be referred to as a fluorene group or fluorene regardless of their valency.
  • the term "spiro compound" has a 'spiro linkage', and the spiro linkage means a linkage formed by sharing only one atom between two rings. At this time, the atoms shared by the two rings are called 'spiro atoms', and according to the number of spiro atoms in one compound, they are called 'monospiro-', 'dispiro-', and 'trispiro-' compounds, respectively.
  • heterocyclic group includes not only aromatic rings such as “heteroaryl group” or “heteroarylene group” but also non-aromatic rings, and includes at least one heteroatom, respectively. It means a ring having 2 to 60 carbon atoms, but is not limited thereto.
  • the heterocyclic group includes a single ring containing a hetero atom, a ring aggregate, a conjugated multiple ring system, a spiro compound, and the like.
  • aliphatic group refers to cyclic hydrocarbons other than aromatic hydrocarbons, and includes monocyclic, ring aggregates, bonded multiple ring systems, spiro compounds, and the like, and unless otherwise specified, refers to a ring having 3 to 60 carbon atoms, but is not limited thereto. For example, even when benzene, which is an aromatic ring, and cyclohexane, which is a non-aromatic ring, are fused, it corresponds to an aliphatic ring.
  • the 'group name' corresponding to each symbol and examples of substituents thereof, such as an aryl group, an arylene group, a heterocyclic group, etc. may be described as a 'name of a group reflecting a valence', but may also be described as a 'parent compound name'.
  • the name of the group may be described by dividing the valency, such as 'phenanthryl' for a monovalent group and 'phenanthrylene' for a divalent group.
  • pyrimidine in the case of pyrimidine, it can also be described as 'pyrimidine' regardless of its valence, or as the 'name of the group' of the corresponding valence, such as pyrimidinyl group in the case of monovalence or pyrimidinylene in the case of divalence.
  • pyrido[4,3-d]pyrimidine can be written as pyridopyrimidine, benzofuro[2,3-d]pyrimidine as benzofuropyrimidine, 9,9-dimethyl-9H-fluorene as dimethylfluorene, and the like. Therefore, both benzo[g]quinoxaline and benzo[f]quinoxaline can be described as benzoquinoxaline.
  • R 1 when a is an integer of 0, the substituent R 1 is absent, which means that all hydrogens are bonded to carbon forming a benzene ring, and is the same as when R 1 is hydrogen and a is an integer of 1 to 5. At this time, hydrogen bonded to carbon may be omitted and described.
  • R 1 bonds to any one of the carbon atoms forming the benzene ring, and when a is an integer of 2 or 3, for example, it may bond as follows, and even when a is an integer of 4 to 6, it bonds to the carbon of the benzene ring in a similar manner, and when a is an integer of 2 or more, R 1 may be the same or different from each other.
  • a number in 'number-condensed ring' indicates the number of condensed rings.
  • a form in which three rings are condensed with each other, such as anthracene, phenanthrene, and benzoquinazoline can be expressed as a 3-condensed ring.
  • a ring when expressed in the form of a 'number member' such as a 5-membered ring or a 6-membered ring, the number in 'number-atom' indicates the number of elements forming the ring.
  • thiophene or furan may correspond to a 5-membered ring
  • benzene or pyridine may correspond to a 6-membered ring.
  • a ring formed by bonding adjacent groups to each other is a C 6 ⁇ C 60 aromatic ring group; fluorenyl group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group; may be selected from the group consisting of.
  • 'adjacent groups' refers to the following chemical formula as an example, and includes R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , as well as R 7 and R 8 sharing one carbon, R 1 and R 7 , R 1 and R 8 , or R 4 and R Substituents bonded to non-immediately adjacent ring constituent elements (such as carbon or nitrogen), such as 5 , may also be included.
  • substituents on immediately adjacent ring constituents such as carbon or nitrogen
  • they may be adjacent groups, but when no substituent is bonded to the immediately adjacent ring constituent element, the next ring constituent may be a substituent bonded to a substituent and an adjacent group, and substituents bonded to the same ring constituent carbon may also be regarded as adjacent groups.
  • substituents bonded to the same carbon as R 7 and R 8 combine with each other to form a ring, a compound containing a spiro moiety may be formed.
  • the expression 'neighboring groups may bond to each other to form a ring' is used in the same meaning as 'neighboring groups bond to each other to selectively form a ring', and at least one pair of adjacent groups It means the case of forming a ring by combining with each other.
  • an aryl group, an arylene group, a fluorenyl group, a fluorenyl group, a heterocyclic group, an aliphatic ring group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and adjacent rings formed by bonding each other are deuterium; halogen; an amino group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; C 1 -C 20 alkyl group or C 6 -C 20 aryl group substituted or unsubstituted phosphine oxide; Siloxane group; cyano group; nitro group; C 1 -C 20 Alkylthio group; C 1
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • a component such as a layer, film, region, or plate
  • this may include not only the case of being “directly on” the other component, but also the case where there is another component in the middle.
  • an element is said to be “directly on” another part, it should be understood that there is no intervening part.
  • 1 to 3 are exemplary views of an organic electric element according to an embodiment of the present invention.
  • an organic electric element 100 includes a first electrode 110 formed on a substrate (not shown), a second electrode 170, and an organic material layer formed between the first electrode 110 and the second electrode 170.
  • the first electrode 110 may be an anode (anode)
  • the second electrode 170 may be a cathode (negative electrode)
  • the first electrode may be a cathode and the second electrode may be an anode.
  • the organic material layer may include a hole transport zone, a light emitting layer, and an electron transport zone sequentially formed on the first electrode 110.
  • the hole transport zone may include a hole injection layer 120, a hole transport layer 130, and a light emitting auxiliary layer (not shown).
  • the electron transport band may include an electron transport layer 150 and an electron injection layer 160.
  • the light efficiency improvement layer 180 may be formed on one side of both surfaces of the first electrode 110 or the second electrode 170 that does not contact the organic material layer, and when the light efficiency improvement layer 180 is formed, the light efficiency of the organic electric element can be improved.
  • the light efficiency improvement layer 180 may be formed on the second electrode 170.
  • the light efficiency improvement layer 180 is formed to reduce optical energy loss due to SPPs (surface plasmon polaritons) in the second electrode 170.
  • the light efficiency improvement layer 180 is formed on the second electrode 170 ) can serve as a buffer for
  • a buffer layer 210 or an auxiliary light emitting layer 220 may be further formed between the hole transport layer 130 and the light emitting layer 140, which will be described with reference to FIG. 2.
  • an organic electric device 200 may include a hole injection layer 120, a hole transport layer 130, a buffer layer 210, a light emitting auxiliary layer 220, a light emitting layer 140, an electron transport layer 150, an electron injection layer 160, and a second electrode 170 sequentially formed on a first electrode 110, and a second electrode
  • a light efficiency improving layer 180 may be formed thereon, and although not shown in FIG. 2 , an electron transport auxiliary layer may be further formed between the light emitting layer 140 and the electron transport layer 150 .
  • the auxiliary light emitting layer 220 may be formed of a single layer or a plurality of layers of two or more, preferably, a plurality of layers that consist of or include a first auxiliary light emitting layer adjacent to the hole transport layer and a second auxiliary light emitting layer adjacent to the light emitting layer.
  • the auxiliary light emitting layer is formed of a plurality of layers, the characteristics of the organic electric element can be improved by forming each auxiliary light emitting layer in consideration of hole mobility and T1 energy level in each auxiliary light emitting layer and appropriately considering the thickness of each layer.
  • the light emitting auxiliary layer has a different thickness for each color.
  • a top emission device light generated in the light emitting layer passes through the hole transport region and is reflected from the anode, and the reflected light passes through the hole transport region and is combined with light generated in the light emitting layer to pass through the electron transport layer to transmit light to the outside.
  • the top light emitting device is designed to use constructive interference, which is a microcavity phenomenon, light efficiency, color purity, life of the device, and the like are improved.
  • the thickness of the hole transport region is changed.
  • the thickness of the light emitting auxiliary layer is preferably 600 to 900 ⁇ for red, 300 to 500 ⁇ for green, and 50 to 100 ⁇ for blue.
  • the hole transport region may include a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting auxiliary layer.
  • the auxiliary light emitting layer may be formed of a plurality of layers including or/or consisting of a first auxiliary light emitting layer adjacent to the hole transport layer and a second auxiliary light emitting layer adjacent to the light emitting layer.
  • the charge balance of the device may be appropriately adjusted by appropriately adjusting the hole injection characteristics of the first light emitting auxiliary layer and the second light emitting auxiliary layer, which may affect the efficiency and lifespan of the device.
  • the hole mobility of the first light-emitting auxiliary layer affects the hole transporting role of the first light-emitting auxiliary layer and can play a large role in improving the driving voltage characteristics of the device, and in the case of the second light-emitting auxiliary layer, high LUMO and high T1 Based on the role of blocking electrons to the host, damage to the hole transporting layer can be minimized, which can affect the lifespan. Since the second light emitting auxiliary layer should be designed not to affect the hole transporting role of the first light emitting auxiliary layer as much as possible, it is preferable that the second light emitting auxiliary layer be thin.
  • the thickness of the first light emitting auxiliary layer is preferably 25 to 900 ⁇ , in the case of a blue organic electric element, 25 to 75 ⁇ , preferably 25 to 50 ⁇ , in the case of a green organic electric element, 100 to 450 ⁇ , preferably 250 to 450 ⁇ , and in the case of a red organic electric element, 500 to 900 ⁇ , preferably 650 to 850 ⁇ , and the thickness of the second light emitting auxiliary layer is 10 to 300 ⁇ , preferably 20 to 100 ⁇ , more preferably 25 to 75 ⁇ .
  • the hole mobility of the first light emitting auxiliary layer can be checked through a HOD (Hole Only Device), and the HOD can be checked through the following device configuration.
  • HOD Hole Only Device
  • a hole injection layer is formed by vacuum depositing 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (hereinafter, HAT-CN) to a thickness of 5 nm on an ITO layer (anode) formed on a glass substrate, and then a hole transport compound (target compound) is vacuum deposited to a thickness of 300 nm on the hole injection layer to form a hole transport band layer, and HAT-CN is formed on the hole transport band layer.
  • HAT-CN 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile
  • the HOD of the device manufactured as described above can measure the J-V Curve (Current Density-Voltage Curve) through the I-V-L measuring equipment manufactured by McScience.
  • SCLC Space Charge Limited Current
  • the hole mobility ( ⁇ ) can be calculated through Child's Law and the Poole-Frenkel Emission equation.
  • Equation 1 is Child's Law
  • Equation 2 is an equation for Poole-Frenkel emission.
  • Equation 3 Equation 3
  • the hole mobility ( ⁇ ) can be calculated by introducing the calculated ⁇ and ⁇ 0 into Equation 2.
  • the hole mobility for the material can be calculated by calculating the range of hole mobility for the section of the SCLC or by calculating the hole mobility ( ⁇ 0 ) of the zero field (ie, when E is 0).
  • the hole mobility of the compound means the hole mobility of the zero field.
  • the hole mobility of the first light emitting auxiliary layer according to the present invention is 5.1 ⁇ 10 -5 to 1.3 ⁇ 10 -3 cm/V ⁇ S, preferably 1.6 ⁇ 10 -4 to 1.3 ⁇ 10 -3 cm/V ⁇ S.
  • the HOMO energy level of the first light emitting auxiliary layer and the second light emitting auxiliary layer preferably satisfies Equation 4 below.
  • the HOMO P1 is the HOMO of the first light emitting auxiliary layer
  • the HOMO P2 is the HOMO of the second light emitting auxiliary layer.
  • the T1 energy level of the second light emitting auxiliary layer according to the present invention is preferably 2.3 to 3.0, in the case of a red organic electric element, 2.3 to 2.9, preferably 2.5 to 2.8, and in the case of a green organic electric element, 2.6 to 2.9, preferably 2.7 to 2.9.
  • T1 energy level of the second light emitting auxiliary layer When the T1 energy level of the second light emitting auxiliary layer is included in the above range, triplet electrons moving from the dopant to the hole transport layer may be well blocked, thereby improving the efficiency and lifetime of the device.
  • the organic material layer may have a form in which a plurality of stacks including a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are formed. This will be described with reference to FIG. 3 .
  • two or more sets of multi-layer organic material layer stacks ST1 and ST2 may be formed between the first electrode 110 and the second electrode 170, and a charge generation layer CGL may be formed between the stacks of organic material layers.
  • the organic electric element may include a first electrode 110, a first stack ST1, a charge generation layer (CGL), a second stack ST2, a second electrode 170, and a light efficiency improvement layer 180.
  • the first stack ST1 is an organic material layer formed on the first electrode 110, and may include a first hole injection layer 320, a first hole transport layer 330, a light emitting auxiliary layer (not shown), a first light emitting layer 340, and a first electron transport layer 350.
  • a rough layer (not shown), a second light emitting layer 440 and a second electron transport layer 450 may be included.
  • the first stack and the second stack may be organic material layers having the same stacked structure, but may also be organic material layers having different stacked structures.
  • a charge generation layer CGL may be formed between the first stack ST1 and the second stack ST2.
  • the charge generation layer CGL may include a first charge generation layer 360 and a second charge generation layer 361 .
  • the charge generation layer (CGL) is formed between the first light emitting layer 340 and the second light emitting layer 440 to increase the efficiency of current generated in each light emitting layer and to smoothly distribute charges.
  • the first light emitting layer 340 may include a light emitting material including a blue fluorescent dopant in a blue host
  • the second light emitting layer 440 may include a material in which a green host is doped with a greenish yellow dopant and a red dopant.
  • n may be an integer from 1 to 5.
  • the charge generation layer CGL and the third stack may be additionally stacked on the second stack ST2.
  • an organic light emitting device emitting white light by a mixing effect of light emitted from each light emitting layer can be manufactured, as well as various colors.
  • An organic light emitting device emitting light can also be manufactured.
  • An organic light emitting device may be manufactured using various deposition methods. It can be manufactured using a deposition method such as PVD or CVD. For example, a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on a substrate to form an anode 110, a hole injection layer 120, a hole transport layer 130, a light emitting layer 140, an electron transport layer 150, and an organic material layer including an electron injection layer 160 is formed thereon, and a material that can be used as a cathode 170 is deposited thereon.
  • a deposition method such as PVD or CVD.
  • a metal or a metal oxide having conductivity or an alloy thereof is deposited on a substrate to form an anode 110, a hole injection layer 120, a hole transport layer 130, a light emitting layer 140, an electron transport layer 150, and an organic material layer including an electron injection layer 160 is formed thereon, and a material that can be used as a cathode 170 is deposited thereon.
  • auxiliary light emitting layer 220 may be further formed between the hole transport layer 130 and the light emitting layer 140, and the auxiliary electron transport layer (not shown) may be further formed between the light emitting layer 140 and the electron transport layer 150, or may be formed in a stack structure as described above.
  • the organic layer may be formed with a smaller number of layers by a solution process or a solvent process, such as a spin coating process, a nozzle printing process, an inkjet printing process, a slot coating process, a dip coating process, a roll-to-roll process, a doctor blading process, a screen printing process, or a thermal transfer method, rather than a deposition method, using various polymer materials. Since the organic layer according to the present invention can be formed in various ways, the scope of the present invention is not limited by the forming method.
  • An organic electric device may be a top emission type, a bottom emission type, or a double side emission type depending on the material used.
  • the organic electric device may be selected from the group consisting of an organic light emitting device, an organic solar cell, an organic photoreceptor, an organic transistor, a device for monochromatic lighting, and an device for quantum dot display.
  • Another embodiment of the present invention may include an electronic device including a display device including the above-described organic electric element of the present invention and a control unit controlling the display device.
  • the electronic device may be a current or future wired/wireless communication terminal, and includes all electronic devices such as a mobile communication terminal such as a mobile phone, a navigation device, a game machine, various TVs, and various computers.
  • An organic electric element includes a first electrode, a second electrode, and an organic layer formed between the first electrode and the second electrode, wherein the organic material layer includes a light emitting layer, a hole transport layer formed between the light emitting layer and the first electrode, and a plurality of light emitting auxiliary layers formed between the hole transport layer and the light emitting layer, wherein the plurality of light emitting auxiliary layers are adjacent to the hole transport layer, the first light emitting auxiliary layer and the light emitting layer. It includes a second light emitting auxiliary layer adjacent to.
  • the first auxiliary light emitting layer includes a compound represented by Formula 1
  • the second auxiliary light emitting layer includes a compound represented by Formula 2 below.
  • Ar 1 to Ar 7 are each independently a C 6 to C 60 aryl group; fluorenyl group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And C 3 ⁇ C 60 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • at least one of Ar 1 to Ar 4 is represented by Formula 3 below, and Formula 3 below is bonded to one of L 1 to L 4 in Formula 1.
  • X 1 and X 2 are each independently O or S.
  • L 1 to L 9 may each independently represent a single bond; C 6 ⁇ C 60 arylene group; Fluorenylene group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And C 3 ⁇ C 60 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • R 1 to R 4 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; cyano group; nitro group; C 6 ⁇ C 60 aryl group; fluorenyl group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group; C 1 ⁇ C 20 Alkyl group; A C 2 ⁇ C 20 alkenyl group; A C 2 ⁇ C 20 alkynyl group; A C 1 ⁇ C 20 alkoxy group; And C 6 ⁇ C 20 It is selected from the group consisting of aryloxy groups, adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • a and d are each an integer of 0 to 3
  • b and c are each an integer of 0 to 4 and when each of these is an integer of 2 or more, each of R 1 , each of R 2 , each of R 3 , and each of R 4 are the same as or different from each other, and adjacent groups may bond to each other to form a ring.
  • adjacent groups may include, for example, adjacent R 1 , adjacent R 2 , adjacent R 3 , and adjacent R 4 , and when at least one pair of adjacent groups bond to each other to form a ring, a C 6 to C 60 aromatic ring group; fluorene group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And a ring selected from the group consisting of a C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group may be formed.
  • the aromatic ring group may be, for example, an aromatic ring such as C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , and the like, and specifically may be an aromatic ring such as benzene, naphthalene, and phenanthrene.
  • the aryl group is, for example, C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 29 , C 6 ⁇ C 28 , C 6 ⁇ C 27 , C 6 ⁇ C 26 , C 6 ⁇ C 25 , C 6 ⁇ C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 , C 6 ⁇ C 12 , C 6 ⁇ C 11 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , C 18 , C 19 , C 20 , C 21 , C 22 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 ,
  • the arylene group is, for example, C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 29 , C 6 ⁇ C 28 , C 6 ⁇ C 27 , C 6 ⁇ C 26 , C 6 ⁇ C 25 , C 6 ⁇ C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 , C 6 ⁇ C 12 , C 6 ⁇ C 11 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , C 10 , C 12 , C 13 , C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , C 18 , C 19 , C 20 , C 21 , C 22 , C 23 , C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 ,
  • the heterocyclic group is, for example, C 2 ⁇ C 30 , C 2 ⁇ C 29 , C 2 ⁇ C 28 , C 2 ⁇ C 27 , C 2 ⁇ C 26 , C 2 ⁇ C 25 , C 2 ⁇ C 24 , C 2 ⁇ C 23 , C 2 ⁇ C 22 , C 2 ⁇ C 21 , C 2 ⁇ C 20 , C 2 ⁇ C 19 , C 2 ⁇ C 18 , C 2 ⁇ C 17 , C 2 ⁇ C 16 , C 2 ⁇ C 15 , C 2 ⁇ C 14 , C 2 ⁇ C 13 , C 2 ⁇ C 12 , C 2 ⁇ C 11 , C 2 ⁇ C 10 , C 2 ⁇ C 9 , C 2 ⁇ C 8 , C 2 ⁇ C 7 , C 2 ⁇ C 6 , C 2 ⁇ C 5 , C 2 ⁇ C 30 , C 2 ⁇ C 29 , C 2 ⁇ C 28 , C 2 ⁇ C 27 , C 2 ⁇
  • the fluorenyl group or the fluorenyl group is 9,9-dimethyl-9H-fluorene, 9,9-diphenyl-9H-fluorene, 9,9'-spirobifluorene, spiro[benzo[ b ]fluorene-11,9' -fluorene ] , benzo[ b ]fluorene, 11,11-diphenyl-11H-benzo[ b ]fluorene, 9-(naphthalen-2-yl)9-phenyl-9H - fluorene, (1r,5R,7S)-spiro[adamantane-2,9'-fluorene] and the like.
  • the aliphatic cyclic group is, for example, C 3 ⁇ C 30 , C 3 ⁇ C 29 , C 3 ⁇ C 28 , C 3 ⁇ C 27 , C 3 ⁇ C 26 , C 3 ⁇ C 25 , C 3 ⁇ C 24 , C 3 ⁇ C 23 , C 3 ⁇ C 22 , C 3 ⁇ C 21 , C 3 ⁇ C 20 , C 3 ⁇ C 19 , C 3 ⁇ C 18 , C 3 ⁇ C 17 , C 3 ⁇ C 16 , C 3 ⁇ C 15 , C 3 ⁇ C 14 , C 3 ⁇ C 13 , C 3 ⁇ C 12 , C 3 ⁇ C 11 , C 3 ⁇ C 10 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 , C 7 , C 8 , C 9 , C 10 , C 11 ,
  • the alkyl group may be, for example, an alkyl group such as C 1 ⁇ C 20 , C 1 ⁇ C 10 , C 1 ⁇ C 4 , C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , and the like, specifically methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, and the like.
  • the aryl group, the arylene group, the fluorenyl group, the fluorenylene group, the heterocyclic group, the aliphatic ring group, the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the alkoxy group, the aryloxy group, and the rings formed by bonding adjacent groups to each other are deuterium; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; C 1 -C 20 alkyl group or C 6 -C 20 aryl group substituted or unsubstituted phosphine oxide; Siloxane group; cyano group; nitro group; C 1 -C 20 Alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxy group; C 6 -C 20 aryloxy group; C 6 -C 20 arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -
  • L' is a single bond; C 6 -C 30 arylene group; Fluorenylene group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • R a and R b are each independently a C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • the aryl group is, for example, C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 29 , C 6 ⁇ C 28 , C 6 ⁇ C 27 , C 6 ⁇ C 26 , C 6 ⁇ C 25 , C 6 ⁇ C 24 , C 6 ⁇ C 23 , C 6 ⁇ C 22 , C 6 ⁇ C 21 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 19 , C 6 ⁇ C 18 , C 6 ⁇ C 17 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 15 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 13 ,
  • the heterocyclic group is, for example, C 2 ⁇ C 30 , C 2 ⁇ C 29 , C 2 ⁇ C 28 , C 2 ⁇ C 27 , C 2 ⁇ C 26 , C 2 ⁇ C 25 , C 2 ⁇ C 24 , C 2 ⁇ C 23 , C 2 ⁇ C 22 , C 2 ⁇ C 21 , C 2 ⁇ C 20 , C 2 ⁇ C 19 , C 2 ⁇ C 18 , C 2 ⁇ C 17 , C 2 ⁇ C 16 , C 2 ⁇ C 15 , C 2 ⁇ C 14 , C 2 ⁇ C 13
  • the fluorenyl group is 9,9-dimethyl- 9H -fluorene, 9,9 - diphenyl-9H-fluorene . .
  • the alkyl group is, for example, C 1 to C 20 , C 1 to C 10 , C 1 to C 4 , C 1 , C 2 , C 3 , C 4 It may be an alkyl group.
  • the alkoxy group is, for example, C 1 to C 20 , C 1 to C 10 , C 1 to C 4 , It may be an alkoxy group such as C 1 , C 2 , C 3 , C 4 .
  • the aliphatic ring group is, for example, C 3 ⁇ C 30 , C 3 ⁇ C 29 , C 3 ⁇ C 28 , C 3 ⁇ C 27 , C 3 ⁇ C 26 , C 3 ⁇ C 25 , C 3 ⁇ C 24 , C 3 ⁇ C 23 , C 3 ⁇ C 22 , C 3 ⁇ C 21 , C 3 ⁇ C 20 , C 3 ⁇ C 19 , C 3 ⁇ C 18 , C 3 ⁇ C 17 , C 3 ⁇ C 16 , C 3 ⁇ C 15 , C 3 ⁇ C 14 , C 3
  • Chemical Formula 3 may be represented by one of the following Chemical Formulas 3-1 to 3-4.
  • At least one of L 1 to L 9 may be one of Formulas L-1 to L-12 below.
  • R 10 to R 12 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; C 1 -C 20 alkyl group or C 6 -C 20 aryl group substituted or unsubstituted phosphine oxide; Siloxane group; cyano group; nitro group; A C 1 -C 20 alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxy group; C 6 -C 20 aryloxy group; C 6 -C 20 arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; C 2 -C 20 alkynyl group; C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; C 3 -C 30
  • j, k, and l are each an integer of 0 to 4, and when each of these is an integer of 2 or more, each of R 10 , each of R 11 , and each of R 12 are the same as or different from each other, and adjacent groups may bond to each other to form a ring.
  • the 'adjacent groups' may be, for example, adjacent R 10 , adjacent R 11 , or adjacent R 12 , and when at least one pair of adjacent groups bond to each other to form a ring, a C 6 to C 60 aromatic ring group; fluorene group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And a ring selected from the group consisting of a C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group may be formed.
  • the aromatic ring group may be, for example, C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , etc., and specifically may be an aromatic ring such as benzene, naphthalene, or phenanthrene.
  • Each of L 1 to L 9 is a linker that connects an amine group and one of Ar 1 to Ar 7 or connects an amine group and a 3-condensed ring benzene ring including X 1 .
  • L 1 connecting the nitrogen atom of the amine group and Ar 1 is one of the formulas L-1 to L-12
  • the portion marked *a is connected to the nitrogen atom of the amine group
  • the portion marked *b is connected to Ar 1 .
  • at least one of L 2 to L 4 and L 7 to L 9 is one of the above formulas L-1 to L-12
  • the nitrogen atom of the amine group is connected at the portion marked *a
  • Ar 2 to Ar 7 are respectively connected at the portion marked *b.
  • L 5 and/or L 6 is one of the above formulas L-1 to L-12
  • the nitrogen atom of the amine group is connected at the portion marked *a
  • the benzene ring of the 3-condensed ring including X 1 at the portion marked *b that is, the benzene ring in which R 1 is substituted or the benzene ring in which R 2 is substituted.
  • L' is a single bond; C 6 -C 30 arylene group; Fluorenylene group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • R a and R b are each independently a C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • Chemical Formula 1 may be represented by one of the following Chemical Formulas 1-1 to 1-9.
  • Ar 5 of Formula 2 may be one of the following Formulas (b) to (d) and Formulas (c-1) to (c-4), but is not limited thereto.
  • X 3 is O or S
  • R 5 to R 9 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; C 1 -C 20 alkyl group or C 6 -C 20 aryl group substituted or unsubstituted phosphine oxide; Siloxane group; cyano group; nitro group; A C 1 -C 20 alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxy group; C 6 -C 20 aryloxy group; C 6 -C 20 arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; C 2 -C 20 alkynyl group; C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; C 3 -C 30
  • each of R 5 , each of R 6 , each of R 7 , each of R 8 and each of R 9 are the same as or different from each other, and adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • adjacent groups may include, for example, adjacent R 5 , adjacent R 6 , adjacent R 7 , adjacent R 8 , adjacent R 9 , and the like, and when at least one pair of adjacent groups bond to each other to form a ring, a C 6 to C 60 aromatic ring group; fluorene group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And a ring selected from the group consisting of a C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group may be formed.
  • the aromatic ring group may be, for example, an aromatic ring such as C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , and the like, and specifically may be an aromatic ring such as benzene, naphthalene, and phenanthrene.
  • L' is a single bond; C 6 -C 30 arylene group; Fluorenylene group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • R a and R b are each independently a C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • Chemical Formula 2 may be represented by one of the following Chemical Formulas 2-1 to 2-5.
  • X 3 is O or S
  • R 5 to R 8 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; A silane group unsubstituted or substituted with a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; C 1 -C 20 alkyl group or C 6 -C 20 aryl group substituted or unsubstituted phosphine oxide; Siloxane group; cyano group; nitro group; A C 1 -C 20 alkylthio group; C 1 -C 20 alkoxy group; C 6 -C 20 aryloxy group; C 6 -C 20 arylthio group; C 1 -C 20 Alkyl group; C 2 -C 20 alkenyl group; C 2 -C 20 alkynyl group; C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; C 3 -C 30
  • each of R 5 , each of R 6 , each of R 7 , and each of R 8 are the same as or different from each other, and adjacent groups may bond to each other to form a ring.
  • adjacent groups may include, for example, adjacent R 5 , adjacent R 6 , adjacent R 7 , adjacent R 8 , and the like, and when at least one pair of adjacent groups bond to each other to form a ring, a C 6 to C 60 aromatic ring group; fluorene group; A C 2 ⁇ C 60 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from O, N, S, Si, and P; And a ring selected from the group consisting of a C 3 ⁇ C 60 aliphatic ring group may be formed.
  • the aromatic ring group may be, for example, an aromatic ring such as C 6 ⁇ C 30 , C 6 ⁇ C 20 , C 6 ⁇ C 16 , C 6 ⁇ C 14 , C 6 ⁇ C 10 , C 6 , and the like, and specifically may be an aromatic ring such as benzene, naphthalene, and phenanthrene.
  • A′′ is a C 1 -C 20 alkyl group; a C 2 -C 20 alkenyl group; a C 6 -C 30 aryl group; a fluorenyl group; a C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; a C 3 -C 30 aliphatic ring group; and -L'-N(R a )(R b ). is chosen
  • L 10 and L' are each independently a single bond; C 6 -C 30 arylene group; Fluorenylene group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • Ar 8 , Ar 9 wherein R a and R b are each independently a C 6 -C 30 aryl group; fluorenyl group; A C 2 -C 30 heterocyclic group containing at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N, S, Si and P; And C 3 -C 30 It is selected from the group consisting of an aliphatic ring group.
  • the compound represented by Formula 1 may be one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • the compound represented by Formula 2 may be one of the following compounds, but is not limited thereto.
  • the compound represented by Formula 1 according to the present invention (final product 1) may be synthesized according to the reaction pathway of Scheme 1 below, but is not limited thereto.
  • Sub1 of Reaction Scheme 1 may be synthesized by the reaction pathways of Reaction Schemes 2-1 to Scheme 2-4 below.
  • X 1 is S, it may be synthesized according to Scheme 2-1 or Scheme 2-2 below.
  • X 1 is O, it may be synthesized according to Scheme 2-3 or Scheme 2-4 below, but is not limited thereto.
  • Compounds belonging to Sub1 may be the following compounds, but are not limited thereto, and Table 1 shows FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) values of the following compounds.
  • Sub 2 of Reaction Scheme 1 may be synthesized (disclosed in Korea Patent Registration No. 10-1251451 (registration notice dated April 5, 2013) of the present applicant) by the reaction pathway of Reaction Scheme 3 below, but is not limited thereto.
  • Compounds belonging to Sub 2 may be the following compounds, but are not limited thereto, and Table 2 shows FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) values of the following compounds.
  • the compound represented by Chemical Formula 2 according to the present invention (final product) may be synthesized by a reaction pathway shown in Scheme 4 below, but is not limited thereto.
  • Compounds belonging to Sub 3 may be the following compounds, but are not limited thereto, and Table 4 shows FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) values of the following compounds.
  • 2-TNATA 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine
  • 2-TNATA 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine
  • 2-TNATA 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine
  • 2-TNATA 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine
  • the compound P2-3 of the present invention After vacuum depositing the compound P1-1 of the present invention to a thickness of 70 nm on the hole transport layer to form a first auxiliary light emitting layer, the compound P2-3 of the present invention to a thickness of 5 nm was vacuum deposited on the first auxiliary light emitting layer to form a second auxiliary light emitting layer.
  • CBP 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl
  • piq bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(III)acetylacetonate
  • BAlq (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum
  • BAlq 2 bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium
  • LiF was deposited to a thickness of 0.2 nm on the electron transport layer to form an electron injection layer
  • Al was deposited to a thickness of 150 nm on the electron injection layer to form a cathode.
  • An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compounds of the present invention described in Table 6 below were used as materials for the first auxiliary light emitting layer and the second auxiliary light emitting layer.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a single light emitting auxiliary layer was formed using a single material shown in Table 6 below.
  • an organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Comparative Compound A was used as the first light emitting auxiliary layer material and the compound P1-1 of the present invention was used as the second light emitting auxiliary layer material.
  • Examples 1 to 60 and Comparative Examples 1 to 18 of the present invention applied a forward bias DC voltage to the organic light emitting device manufactured by the photoresearch (photoresearch) PR-650 was measured for electroluminescence (EL) characteristics, 2500cd / m 2 T95 lifetime was measured through life measurement equipment of McScience at standard luminance. The measurement results are shown in Table 6 below.
  • the light emitting auxiliary layer should receive holes well from the hole transport layer, pass holes well to the host, and block electrons from passing from the host well.
  • the properties (hole mobility, energy level, etc.) of the compounds forming each layer are different, it is not easy to select a material that satisfies all of these required properties when forming a single light emitting auxiliary layer with one material.
  • Comparative Example 18 Even in the case of Comparative Example 18, two light emitting auxiliary layers were formed using different materials, but in the case of the embodiment of the present invention, the characteristics of the device were remarkably excellent.
  • Comparative compound A has a structure in which dibenzothiophene is substituted with a diarylamine group, whereas the compound of the present invention has a structure in which two amine groups are bonded to dibenzothiophene or dibenzofuran, and one of the amine groups is further substituted with dibenzothiophene or dibenzofuran.
  • the stability and packing density for holes are increased, and the driving voltage appears to be improved.
  • dibenzothiophene or dibenzofuran is further added, the refractive index and thermal stability are increased, and the device performance seems to be improved. Therefore, it seems that the driving voltage of the device varies depending on the material forming the first auxiliary light emitting layer, and the efficiency and lifespan of the device vary according to the material forming the second auxiliary light emitting layer.
  • HOD Hole Only Device
  • the driving voltage is lower when the compound of the present invention is used compared to the case where the comparative compound A is used as the material for the first light emitting auxiliary layer (Comparative Example 18). Therefore, it can be seen that the driving voltage can be lowered when the first light emitting auxiliary layer is formed of a material having high hole mobility.
  • a device incorporating a second light emitting auxiliary layer was manufactured, and a DFT method (B3LYP / 6-31g (D)) of a Gaussian program was used to confirm the energy level characteristics of the second light emitting auxiliary layer.
  • HOMO, LUMO and T1 values are shown in Table 8 below.
  • the HOMO value affects the efficiency of the device
  • the LUMO value affects the lifespan of the device
  • the T1 value affects the efficiency and lifespan.
  • the compounds of Table 9 below were used as the first light emitting auxiliary layer material and the second light emitting auxiliary layer material, but the first light emitting auxiliary layer was formed to a thickness of 30 nm, the second light emitting auxiliary layer was formed to a thickness of 5 nm, and tris (2-phenylpyridine) -iridium (hereinafter, Ir (ppy) 3 ) was used as a dopant material.
  • An organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 61, except that a single light emitting auxiliary layer was formed using a single material shown in Table 9 below.
  • an organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 61, except that Comparative Compound A was used as the first light emitting auxiliary layer material and the compound P1-1 of the present invention was used as the second light emitting auxiliary layer material.
  • Examples 61 to 75 and Comparative Examples 19 to 27 of the present invention applied a forward bias DC voltage to the organic light emitting device manufactured by the photoresearch (photoresearch) PR-650 electroluminescent (EL) characteristics were measured, 5000cd / m 2 At the standard luminance, the T95 lifetime was measured through the life measurement equipment of McScience. The measurement results are shown in Table 9 below.
  • the first light emitting auxiliary layer affects the driving voltage of the device
  • the second light emitting auxiliary layer affects the efficiency and lifespan of the device.
  • the driving voltage of the device is reduced when a compound having high hole mobility is used as a material for the first light emitting auxiliary layer. That is, when comparing Comparative Compound A and the compound of the present invention, it can be seen that the hole mobility of the compound of the present invention is significantly higher than that of Comparative Compound A, and the compound of the present invention is used as the first light emitting auxiliary layer material. It can be seen that the driving voltage of the device is significantly reduced.
  • the first light emitting auxiliary layer seems to play a hole transport role
  • the second light emitting auxiliary layer plays a role of injecting holes into a dopant or a host and blocking electrons from the host.

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Abstract

본 발명은 정공수송층에 인접한 제 1발광보조층에 화학식 1로 표시되는 화합물이포함되고, 발광층에 인접한 제 2발광보조층에 화학식 2로 표시되는 화합물이 포함되는 유기전기소자, 및 상기 유기전기소자를 포함하는 전자장치를 제공함으로써, 유기전기소자의 구동전압을 낮출 수 있고 발광효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
본 발명은 유기전기 소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물 층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.
유기 전기 발광소자에 있어 가장 문제시되는 것은 수명과 효율인데, 디스플레이가 대면적화되면서 이러한 효율이나 수명 문제는 반드시 해결해야 되는 상황이다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동 시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 높아지는 경향을 나타낸다. 하지만, 유기물층을 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면, 각 유기물층 간의 에너지 준위(energy level) 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다.
따라서, 유기전기소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해 소자 내 유기물층을 이루는 물질에 대한 연구개발이 필요하며, 특히 발광보조층의 두께, 발광보조층에서의 정공이동도 등을 고려하여 발광보조층의 구성 및 구성 물질에 대한 연구개발이 필요하다.
본 발명은 소자의 구동전압을 낮추고, 소자의 발광효율 및 수명을 향상시킬 수 있는 화합물을 발광보조층 물질로 적용한 유기전기소자 및 그 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일측면에서, 본 발명은 하기 화학식 1 및 2의 화합물이 발광보조층에 적용된 유기전기소를 제공한다.
<화학식 1>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000001
<화학식 2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000002
다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기전기소자를 포함하는 전자장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 소자의 구동전압을 낮출 수 있고, 발광효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
[부호의 설명]
100, 200, 300: 유기전기소자 110: 제1 전극
120: 정공주입층 130: 정공수송층
140: 발광층 150: 전자수송층
160: 전자주입층 170: 제2 전극
180: 광효율 개선층 210: 버퍼층
220: 발광보조층 320: 제1 정공주입층
330: 제1 정공수송층 340: 제1 발광층
350: 제1 전자수송 층 360: 제1 전하생성층
361: 제2 전하생성층 420: 제2 정공주입층
430: 제2 정공수송층 440: 제2 발광층
450: 제2 전자수송층 CGL: 전하생성층
ST1: 제1 스택 ST2: 제2 스택
본 발명에서 사용된 용어 "아릴기" 및 "아릴렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 아릴기 또는 아릴렌기는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "플루오렌일기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일기를, "플루오렌일렌기"는 치환 또는 비치환된 플루오렌일렌기를 의미하며, 본 발명에서 사용된 플루오렌일기 또는 플루오렌일렌기는 하기 구조에서 R과 R'이 서로 결합되어 형성된 스파이로 화합물을 포함하고, 이웃한 R"이 서로 결합하여 고리를 형성한 화합물도 포함한다. "치환된 플루오렌일기", "치환된 플루오렌일렌기"는 하기 구조에서 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, 아래 화학식에서 R"은 1~8개일 수 있다. 본 명세서에서는 가수에 상관없이 플루오렌일기, 플루오렌일렌기 등을 플루오렌기 또는 플루오렌이라고 기재할 수도 있다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000003
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결'을 가지며, 스파이로 연결은 2개의 고리가 오로지 1개의 원자를 공유함으로써 이루어지는 연결을 의미한다. 이때, 두 고리에 공유된 원자를 '스파이로 원자'라 하며, 한 화합물에 들어 있는 스파이로 원자의 수에 따라 이들을 각각 '모노스파이로-', '다이스파이로-', '트라이스파이로-' 화합물이라 한다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 "헤테로아릴기" 또는 "헤테로아릴렌기"와 같은 방향족 고리뿐만 아니라 비방향족 고리도 포함하며, 다른 설명이 없는 한 각각 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 탄소수 2 내지 60의 고리를 의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 탄소이외의 원소로서 예컨대 N, O, S, P 또는 Si 등을 나타내며, 고리를 형성하는 탄소 대신 하기 화합물과 같이 SO2, P=O 등과 같은 헤테로원자단을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 헤테로고리기는 헤테로원자를 포함하는 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함한다.
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본 발명에 사용된 용어 "지방족고리기"는 방향족탄화수소를 제외한 고리형 탄화수소를의미하며, 단일고리형, 고리집합체, 접합된 여러 고리계, 스파이로 화합물 등을 포함하며, 다른 설명이 없는 한 탄소수 3 내지 60의 고리를의미하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 방향족고리인 벤젠과 비방향족고리인 사이클로헥산이 융합된 경우에도 지방족고리에 해당한다.
본 명세서에서 각 기호 및 그 치환기의 예로 예시되는 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기 등에 해당하는 '기 이름'은 '가수를 반영한 기의 이름'을 기재할 수도 있지만, '모체화합물 명칭'으로 기재할 수도 있다. 예컨대, 아릴기의 일종인 '페난트렌'의 경우, 1가의 '기'는 '페난트릴'로 2가의 기는 '페난트릴렌' 등과 같이 가수를 구분하여 기의 이름을 기재할 수도 있지만, 가수와 상관없이 모체 화합물 명칭인 '페난트렌'으로 기재할 수도 있다. 유사하게, 피리미딘의 경우에도, 가수와 상관없이 '피리미딘'으로 기재하거나, 1가인 경우에는 피리미딘일기, 2가의 경우에는 피리미딘일렌 등과 같이 해당 가수의 '기의 이름'으로 기재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서는 화합물 명칭이나 치환기 명칭을 기재함에 있어 위치를 표시하는 숫자나 알파벳 등은 생략할 수도 있다. 예컨대, 피리도[4,3-d]피리미딘을 피리도피리미딘으로, 벤조퓨로[2,3-d]피리미딘을 벤조퓨로피리미딘으로, 9,9-다이메틸-9H-플루오렌을 다이메틸플루오렌 등과 같이 기재할 수 있다. 따라서, 벤조[g]퀴녹살린이나 벤조[f]퀴녹살린을 모두 벤조퀴녹살린이라고 기재할 수 있다.
또한, 명시적인 설명이 없는 한,　본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에　의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
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여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하는 것으로 이는 벤젠고리를 형성하는 탄소에 수소가 모두 결합된 것을 의미하며, R1이 수소이고 a가 1~5의 정수인 경우와 동일하다. 이때, 탄소에 결합된 수소는 그 표시를 생략하고 기재할 수 있다.
a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 예컨대 아래와 같이 결합할 수 있고, a가 4 내지 6의 정수인 경우에도 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, a가 2 이상의 정수인 경우 R1은 서로 같거나 상이할 수 있다.
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또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 축합환을 표시할 때 '숫자-축합환'에서 숫자는 축합되는 고리의 개수를 나타낸다. 예컨대, 안트라센, 페난트렌, 벤조퀴나졸린 등과 같이 3개의 고리가 서로 축합한 형태는 3-축합환으로 표기할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 5원자 고리, 6원자 고리 등과 같이 '숫자원자' 형식으로 고리를 표현한 경우, '숫자-원자'에서 숫자는 고리를 형성하는 원소의 개수를 나타낸다. 예컨대, 싸이오펜이나 퓨란 등은 5원자 고리에 해당할 수 있고, 벤젠이나 피리딘은 6원자 고리에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성한 고리는 C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 명세서에서 다른 설명이 없는 한, '이웃한 기끼리'라 함은, 하기 화학식을 예로 들어 설명하면, R1과 R2끼리, R2와 R3끼리, R3과 R4끼리, R5와 R6끼리 뿐만 아니라, 하나의 탄소를 공유하는 R7과 R8끼리도 포함되고, R1과 R7끼리, R1과 R8끼리 또는 R4와 R5끼리 등과 같이 바로 인접하지 않은 고리 구성 원소(탄소나 질소 등)에 결합된 치환기도 포함될 수 있다. 즉, 바로 인접한 탄소나 질소 등과 같은 고리 구성 원소에 치환기가 있을 경우에는 이들이 이웃한 기가 될 수 있지만, 바로 인접한 위치의 고리 구성 원소에 그 어떤 치환기도 결합되지 않은 경우에는 그 다음 고리 구성 원소에 결합된 치환기와 이웃한 기가 될 수 있고, 또한 동일 고리 구성 탄소에 결합된 치환기끼리도 이웃한 기라고 할 수 있다. 하기 화학식에서 R7과 R8처럼 동일 탄소에 결합된 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 경우에는 스파이로 모이어티가 포함된 화합물이 형성될 수 있다.
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또한, 본 명세서에서 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다'라는 표현은 '이웃한 기끼리 서로 결합하여 선택적으로 고리를 형성한다'라는 것과 동일한 의미로 사용되며, 적어도 한 쌍의 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 다른 설명이 없는 한 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족 고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아미노기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C20의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C20의 헤테로고리기; 및 C3-C20의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
이하, 본 발명의 화합물이 포함된 유기전기소자의 적층구조에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자(100)는 기판(미도시) 상에 형성된 제1 전극(110)과, 제2 전극(170), 그리고 제1 전극(110)과 제2 전극(170) 사이에 형성된 유기물층을 포함한다.
상기 제1 전극(110)은 애노드(양극)이고, 제2 전극(170)은 캐소드(음극)일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제1 전극이 캐소드이고 제2 전극이 애노드일 수 있다.
상기 유기물층은 제1 전극(110) 상에 순차적으로 형성된 정공수송대역, 발광층 및 전자수송대역을 포함할 수 있으며, 상기 정공수송대역은 정공주입층(120), 정공수송층(130) 및 발광보조층(미도시) 등을 포함할 수 있고, 상기 전자주송대역은 전자수송층(150) 및 전자주입층(160) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극(110) 또는 제2 전극(170)의 양면 중에서 유기물층과 접하지 않는 일면에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있으며, 광효율개선층(180)이 형성될 경우 유기전기소자의 광효율이 향상될 수 있다.
예를 들면, 제2 전극(170) 상에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있는데, 전면발광(top emission) 유기발광소자의 경우, 광효율개선층(180)이 형성됨으로써 제2 전극(170)에서의 SPPs (surface plasmon polaritons)에 의한 광학 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배면발광(bottom emission) 유기발광소자의 경우, 광효율개선층(180)이 제2 전극(170)에 대한 완충 역할을 수행할 수 있다.
정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 버퍼층(210)이나 발광보조층(220)이 더 형성될 수 있는데 이에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전기소자(200)는 제1 전극(110) 상에 순차적으로 형성된 정공주입층(120), 정공수송층(130), 버퍼층(210), 발광보조층(220), 발광층(140), 전자수송층(150), 전자주입층(160), 제2 전극(170)을 포함할 수 있고, 제2 전극 상에 광효율개선층(180)이 형성될 수 있고, 도 2에 도시되지는 않았으나, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층이 더 형성될 수도 있다.
상기 발광보조층(220)은 단일층 또는 둘 이상의 복수개의 층으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 정공수송층에 인접한 제1 발광보조층과 발광층에 인접한 제2 발광보조층으로 이루어지거나/포함하는 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 발광보조층이 복수 개의 층으로 형성될 경우, 각 발광보조층에서의 정공 이동도 및 T1 에너지 레벨 등을 고려하고 각 층의 두께를 적절하게 고려하여 각 발광보조층을 형성함으로써 유기전기소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 발광보조층은 색상별로 두께가 달라지게 된다. 전면발광(Top emission) 소자의 경우 발광층에서 생성된 빛이 정공수송영역을 지나 양극에서 반사되고 반사된 빛이 정공수송영역을 지나 발광층에서 생성된 빛과 결합하여 전자수송층을 지나 외부로 빛이 송출되게 된다. 이때, 미소공진(Microcavity) 현상인 보강간섭(Constructive Interference)을 사용할 수 있도록 전면발광소자를 설계하면, 광효율, 색순도 및 소자의 수명 등이 향상된다.
즉, 색상별로 파장이 상이하기 때문에, 색상에 맞게 양극과 발광층 사이인 정공수송영역의 두께를 조절하여 미소공진 현상을 이용해야 하며, 이를 이용하기 위해서 정공수송영역의 두께가 달라지게 된다. 예를들어, 발광보조층을 제외한 정공수송영역의 두께의 합이 1,000~1,500Å인 경우 발광보조층의 두께가 레드는 600~900Å, 그린은 300~500Å, 블루는 50~100Å인 것이 바람직하다. 상기 정공수송영역은 정공주입층, 정공수송층 및 발광보조층을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 발광보조층은 정공수송층에 인접한 제1 발광보조층 및 발광층에 인접한 제2 발광보조층을 포함하거나/이루어진 복수 개의 층으로 형성될 수 있는데, 이 경우 제1 발광보조층은 정공수송층에서 발광보조층으로 정공을 주입하는 역할 및 주입된 정공을 수송하는 역할을 주로 하며, 제2 발광보조층은 발광보조층에서 호스트로의 정공주입 및 전자차단 역할을 주로 하는 것으로 보인다.
이와 같이 제1 발광보조층과 제2 발광보조층에서의 정공주입 특성이 적절하게 조절됨으로써 소자의 전하균형이 적절하게 조절될 수 있고, 이는 소자의 효율 및 수명에 영향을 줄 수 있다.
또한, 제1 발광보조층의 정공이동도에 의해서 제1 발광보조층의 정공수송역할에 영향을 주게 되며 소자의 구동전압 특성을 향상시키는 데 큰 역할을 할 수 있고, 제2 발광보조층의 경우 높은 LUMO와 높은 T1을 바탕으로 호스트로의 전자차단역할을 하여 정공수송층에의 손상(damage)을 최소화할 수 있으므로 수명에 영향을 줄 수 있다. 제2 발광보조층은 제1 발광보조층의 정공수송역할에 최대한 영향이 가지 않게 설계되어야 하므로, 제2 발광보조층의 두께가 얇은 것이 바람직하다.
예컨대, 제1 발광보조층의 두께는 25~900Å인 것이 바람직하고, 블루 유기전기소자일 경우 25~75Å, 바람직하게는 25~50Å이고, 그린 유기전기소자일 경우 100~450Å, 바람직하게는 250~450Å이며, 레드 유기전기소자일 경우 500~900Å, 바람직하게는 650~850Å이며, 제2 발광보조층의 두께는 10~300Å, 바람직하게는 20~100Å, 더욱 바람직하게는 25~75Å이다.
상기 제1 발광보조층의 정공이동도는 HOD(Hole Only Device)를 통해 확인할 수 있고, HOD는 하기와 같은 소자구성을 통해 확인할 수 있다.
유리 기판에 형성된 ITO 층(양극) 상에 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (이하, HAT-CN)을 5 nm 두께로 진공증착하여 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 위에 정공수송 화합물(타겟 화합물)을 300 nm 두께로 진공증착하여 정공수송대역층을 형성하고, 상기 정공수송대역층 상에 HAT-CN을 1 nm 두께로 진공증착하여 정공차단층을 형성한 후, 상기 정공차단층 상에 Al을 100 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성한다.
상기와 같이 제작한 소자의 HOD는 맥사이언스사에서 제조된 I-V-L 측정 장비를 통해 J-V Curve(Current Density-Voltage Curve)를 측정할 수 있다.
이때, 정공이동도는 J-V Curve에서 SCLC(Space Charge Limited Current)를 기준으로 계산하여 확인할 수 있다. SCLC는 주발광(Main Emission)이 시작되는 지점으로 전하가 Trap에 차 있는 동적 평형(Space Charge) 상태인 구간을 의미한다.
상기 정공이동도(μ)는 Child's Law과 Poole-Frenkel Emission 식을 통해 계산할 수 있다.
하기 식 1은 Child's Law이고, 식 2는 Poole-Frenkel Emission에 관한 식이다.
[식 1]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000009
J: 전류밀도 (A/Cm2)
ε: 유기물의 유전 상수 (2.655×10-13 A·s/V·cm)
d: 박막의 두께 (cm)
V: 인가 전압 (V)
[식 2]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000010
E: 전기장 (V/cm)
μo: Poole-frenkel 이동도 (cm2/V·s)
β: Poole-frenkel 상수
상기 식 1과 식2를 조합하여 정리하면 하기 식 3과 같다.
[식 3]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000011
이때, β 및 μ0는 소자의 재료, 소자 구성마다 상이하므로 J-V Curve를 참고하여 계산할 수 있다. 따라서, 계산된 β 및 μ0를 식 2에 도입하면 정공이동도(μ)를 계산할 수 있다. 이때, SCLC의 구간에 대해서 정공이동도의 범위를 계산하거나, Zero field(즉, E가 0인 경우)의 정공이동도(μ0)를 계산하여 재료에 대한 정공이동도를 계산할 수 있는데, 본 명세서에서 화합물의 정공이동도는 Zero field의 정공이동도를 의미한다.
본 발명에 따른 제1 발광보조층의 정공이동도는 5.1×10-5 내지 1.3×10-3 cm/V·S, 바람직하게는, 1.6×10-4 내지 1.3×10-3 cm/V·S이다.
또한, 제1 발광보조층과 제2 발광보조층의 HOMO 에너지 레벨은 하기 식 4를 만족하는 것이 바람직하다.
[식 4]
HOMOP1>HOMOP2
상기 HOMOP1는 제1 발광보조층의 HOMO이며, HOMOP2는 제2 발광보조층의 HOMO이다.
제1 발광보조층과 제2 발광보조층의 HOMO 에너지레벨이 상기 식 4를 만족할 경우, Cascade 구조로서 정공수송층에서 호스트로의 정공주입 및 정공수송이 잘 이루어지게 된다. 특히, 제 2발광보조층의 HOMO 에너지 레벨이 낮을 경우, 호스트로의 정공주입이 원활하게 이루어지며, 이로 인해 효율이 상승하는데 영향을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 제2 발광보조층의 T1 에너지 레벨은 2.3 내지 3.0인 것이 바람직한데, 레드 유기전기소자의 경우에는 2.3 내지 2.9, 바람직하게는 2.5 내지 2.8이고, 그린 유기전기소자의 경우에는 2.6 내지 2.9, 바람직하게는 2.7 내지 2.9이다.
제2 발광보조층의 T1 에너지 레벨이 상기 범위에 포함될 경우, 도펀트로부터 정공수송층으로 이동하는 삼중항 전자를 잘 막아줄 수 있으며, 이로 인해 소자의 효율 및 수명을 향상시키는데 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 유기물층은 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택이 복수개 형성된 형태일 수도 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전기소자(300)는 제1 전극(110)과 제2 전극(170) 사이에 다층으로 이루어진 유기물층의 스택(ST1, ST2)이 두 세트 이상 형성될 수 있고 유기물층의 스택 사이에 전하 생성층(CGL)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제1 전극(110), 제1 스택(ST1), 전하 생성층(CGL: Charge Generation Layer), 제2 스택(ST2), 제2 전극(170) 및 광효율개선층(180)을 포함할 수 있다.
제1 스택(ST1)은 제1 전극(110) 상에 형성된 유기물층으로, 이는 제1 정공주입층(320), 제1 정공수송층(330), 발광보조층(미도시), 제1 발광층(340) 및 제1 전자수송층(350)을 포함할 수 있고, 제2 스택(ST2)은 제2 정공주입층(420), 제2 정공수송층(430), 발광보조층(미도시), 제2 발광층(440) 및 제2 전자수송층(450)을 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 스택과 제2 스택은 동일한 적층 구조를 갖는 유기물층일 수도 있지만 서로 다른 적층 구조의 유기물층일 수도 있다.
제1 스택(ST1)과 제2 스택(ST2) 사이에는 전하 생성층(CGL)이 형성될 수 있다. 전하 생성층(CGL)은 제1 전하 생성층(360)과 제2 전하 생성층(361)을 포함할 수 있다. 이러한 전하 생성층(CGL)은 제1 발광층(340)과 제2 발광층(440) 사이에 형성되어 각각의 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하를 원활하게 분배하는 역할을 한다.
제1 발광층(340)에는 청색 호스트에 청색 형광 도펀트를 포함하는 발광 재료가 포함될 수 있고, 제2 발광층(440)에는 녹색 호스트에 그리니쉬 옐로우(greenish yellow) 도펀트와 적색 도펀트가 함께 도핑된 재료가 포함될 수 있다.
도 3에서, n은 1~5의 정수일 수 있는데, n이 2인 경우, 제2 스택(ST2) 상에 전하 생성층(CGL)과 제3 스택이 추가적으로 더 적층될 수 있다.
도 3과 같이 다층의 스택 구조 방식에 의해 발광층이 복수개 형성될 경우, 각각의 발광층에서 발광된 광의 혼합 효과에 의해 백색 광이 발광되는 유기전기발광소자를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 색상의 광을 발광하는 유기전기발광소자를 제조할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기발광소자는 다양한 증착법(deposition)을 이용하여 제조될 수 있을 것이다. PVD나 CVD 등의 증착 방법을 사용하여 제조될 수 있는데, 예컨대, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(110)을 형성하고, 그 위에 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(170)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 정공수송층(130)과 발광층(140) 사이에 발광보조층(220)을, 발광층(140)과 전자수송층(150) 사이에 전자수송보조층(미도시)을 더 형성할 수도 있고 상술한 바와 같이 스택 구조로 형성할 수도 있다.
또한, 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용액 공정 또는 솔벤트 프로세스(solvent process), 예컨대 스핀코팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 슬롯코팅 공정, 딥코팅 공정, 롤투롤 공정, 닥터 블레이딩 공정, 스크린 프린팅 공정, 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 유기물층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으므로, 그 형성방법에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치와, 이 디스플레이장치를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 유기전기소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 유기전기소자는 제 1전극, 제 2전극, 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 형성된 유기층을 포함하며, 상기 유기물층은 발광층, 상기 발광층과 제 1전극 사이에 형성된 정공수송층, 및 상기 정공수송층과 발광층 사이에 형성된 복수의 발광보조층을 포함하고, 상기 복수의 발광보조층은 상기 정공수송층에 인접한 제 1발광보조층 및 상기 발광층에 인접한 제 2발광보조층을 포함한다. 이때, 상기 제 1발광보조층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 제 2발광보조층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000012
<화학식 2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000013
상기 화학식 1 및 화학식 2에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
Ar1 내지 Ar7은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다. 단, Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 하기 화학식 3이며, 하기 화학식 3은 상기 화학식 1의 L1 내지 L4 중 하나에 결합된다.
<화학식 3>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000014
X1 및 X2는 서로 독립적으로 O 또는 S이다.
L1 내지 L9는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
R1 내지 R4는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C20의 알콕시기; 및 C6~C20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
a 및 d는 각각 0~3의 정수이고, b 및 c는 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 서로 같거나 상이하고 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 '이웃한 기끼리'라 함은 예컨대, 이웃한 R1끼리, 이웃한 R2끼리, 이웃한 R3끼리, 이웃한 R4끼리일 수 있으며, 이웃한 기 중에서 적어도 한 쌍이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리기를 형성할 경우, 상기 방향족고리기는 예컨대, C6~C30, C6~C20, C6~C16, C6~C14, C6~C10, C6 등의 방향족고리일 수 있으며, 구체적으로 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 등과 같은 방향족고리일 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar7, R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 아릴기인 경우, 상기 아릴기는 예컨대, C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 아릴기일 수 있고, 구체적으로, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 터페닐, 페난트렌, 트리페닐렌 등일 수 있다.
상기 L1 내지 L9 중에서 적어도 하나가 아릴렌기인 경우, 상기 아릴렌기는 예컨대, C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 아릴기일 수 있고, 구체적으로, 페닐렌, 바이페닐, 나프틸렌, 터페닐, 페난트렌, 트리페닐렌 등일 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar7, R1 내지 R4, L1 내지 L9 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기인 경우, 상기 헤테로고리기는 예컨대, C2~C30, C2~C29, C2~C28, C2~C27, C2~C26, C2~C25, C2~C24, C2~C23, C2~C22, C2~C21, C2~C20, C2~C19, C2~C18, C2~C17, C2~C16, C2~C15, C2~C14, C2~C13, C2~C12, C2~C11, C2~C10, C2~C9, C2~C8, C2~C7, C2~C6, C2~C5, C2~C4, C2~C3, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 헤테로고리기일 수 있고, 구체적으로, 피리딘, 피리미딘, 피라진, 피리다진, 트리아진, 퓨란, 피롤, 실롤, 인덴, 인돌, 페닐-인돌, 벤조인돌, 페닐-벤조인돌, 피라지노인돌, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 피리도퀴놀린, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 다이벤조퀴나졸린, 페난트로퀴나졸린, 퀴녹살린, 벤조퀴녹살린, 다이벤조퀴녹살린, 벤조퓨란, 나프토벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 다이나프토퓨란, 싸이오펜, 벤조싸이오펜, 다이벤조싸이오펜, 나프토벤조싸이이오펜, 다이나프토싸이오펜, 카바졸, 페닐-카바졸, 벤조카바졸, 페닐-벤조카바졸, 나프틸-벤조카바졸, 다이벤조카바졸, 인돌로카바졸, 벤조퓨로피리딘, 벤조싸이에노피리딘, 벤조퓨로피리딘, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 벤조싸이에노피라진, 벤조퓨로피라진, 벤조이미다졸, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 벤조실롤, 페난트롤린, 다이하이드로-페닐페나진, 10-페닐-10H-페녹사진, 페녹사진, 페노싸이아진, 다이벤조다이옥신, 벤조다이벤조다이옥신, 싸이안트렌, 9,9-다이메틸-9H-잔쓰렌, 9,9-다이메틸-9H-싸이옥잔쓰렌, 다이하이드로다이메틸페닐아크리딘, 스파이로[플루오렌-9,9'-잔텐] 등일 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar7, R1 내지 R4 중에서 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기이거나, L1 내지 L9 중에서 적어도 하나가 플루오렌일렌기인 경우, 상기 플루오렌일기 또는 플루오렌일렌기는 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌, (1r,5R,7S)-스파이로[아다만탄-2,9'-플루오렌] 등일 수 있다.
상기 Ar1 내지 Ar7, R1 내지 R4, L1 내지 L9 중에서 적어도 하나가 지방족고리기인 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대, C3~C30, C3~C29, C3~C28, C3~C27, C3~C26, C3~C25, C3~C24, C3~C23, C3~C22, C3~C21, C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 지방족고리기일 수 있고, 구체적으로, 사이클로헥산일기(cyclohexyl group), 노르보르닐기(norbornyl group), 아다만틸기(adamantyl group) 등일 수 있다.
상기 R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 알킬기인 경우, 상기 알킬기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알킬기, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, t-부틸 등일 수 있다.
상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
상기 L'은 단일결합; C6-C30의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 아릴기로 치환될 경우, 상기 아릴기는 예컨대 C6~C30, C6~C29, C6~C28, C6~C27, C6~C26, C6~C25, C6~C24, C6~C23, C6~C22, C6~C21, C6~C20, C6~C19, C6~C18, C6~C17, C6~C16, C6~C15, C6~C14, C6~C13, C6~C12, C6~C11, C6~C10, C6, C10, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 아릴기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 헤테로고리기로 치환될 경우, 상기 헤테로고리기는 예컨대 C2~C30, C2~C29, C2~C28, C2~C27, C2~C26, C2~C25, C2~C24, C2~C23, C2~C22, C2~C21, C2~C20, C2~C19, C2~C18, C2~C17, C2~C16, C2~C15, C2~C14, C2~C13, C2~C12, C2~C11, C2~C10, C2~C9, C2~C8, C2~C7, C2~C6, C2~C5, C2~C4, C2~C3, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 헤테로고리기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 플루오렌일기로 치환될 경우, 상기 플루오렌일기는 9,9-다이메틸-9H-플루오렌, 9,9-다이페닐-9H-플루오렌, 9,9'-스파이로바이플루오렌, 스파이로[벤조[b]플루오렌-11,9'-플루오렌], 벤조[b]플루오렌, 11,11-다이페닐-11H-벤조[b]플루오렌, 9-(나프탈렌-2-일)9-페닐-9H-플루오렌, (1r,5R,7S)-스파이로[아다만탄-2,9'-플루오렌] 등일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 알킬기로 치환될 경우, 상기 알킬기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알킬기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 알콕시기로 치환될 경우, 상기 알콕시기는 예컨대, C1~C20, C1~C10, C1~C4, C1, C2, C3, C4 등의 알콕시기일 수 있다.
상기 아릴기, 플루오렌일기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 방향족고리기, 플루오렌기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아릴렌기, 플루오렌일렌기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리 중에서 적어도 하나가 지방족고리기로 치환될 경우, 상기 지방족고리기는 예컨대, C3~C30, C3~C29, C3~C28, C3~C27, C3~C26, C3~C25, C3~C24, C3~C23, C3~C22, C3~C21, C3~C20, C3~C19, C3~C18, C3~C17, C3~C16, C3~C15, C3~C14, C3~C13, C3~C12, C3~C11, C3~C10, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C30 등의 지방족고리기일 수 있고, 구체적으로, 사이클로헥산일기(cyclohexyl group), 노르보르닐기(norbornyl group), 아다만틸기(adamantyl group) 등일 수 있다.
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4 중 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 3-1> <화학식 3-2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000015
<화학식 3-3> <화학식 3-4>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000016
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4에서, X2, R3, R4, c, d는 화학식 3에서 정의된 것과 같다.
상기 L1 내지 L9 중 적어도 하나는 하기 화학식 L-1 내지 화학식 L-12 중 하나일 수 있다.
<화학식 L-1> <화학식 L-2> <화학식 L-3>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000017
<화학식 L-4> <화학식 L-5> <화학식 L-6>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000018
<화학식 L-7> <화학식 L-8> <화학식 L-9>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000019
<화학식 L-10> <화학식 L-11> <화학식 L-12>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000020
상기 화학식 L-1 내지 화학식 L-12에서, 각 기호는 아래와 같이 정의된다.
R10 내지 R12는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
j, k 및 l은 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R10 각각, R11 각각, R12 각각은 서로 같거나 상이하고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 '이웃한 기끼리'라 함은 예컨대, 이웃한 R10끼리, 이웃한 R11끼리, 이웃한 R12끼리일 수 있으며, 이웃한 기 중에서 적어도 한 쌍이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리기를 형성할 경우, 상기 방향족고리기는 예컨대, C6~C30, C6~C20, C6~C16, C6~C14, C6~C10, C6 등일 수 있으며, 구체적으로 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 등과 같은 방향족고리일 수 있다.
*a 및 *b는 결합위치를 나타낸다. L1 내지 L9 각각은 링커로서 아민그룹과 Ar1 내지 Ar7 중 하나를 연결하거나 또는 아민그룹과 X1이 포함된 3-축합환의 벤젠고리를 연결한다.
예컨대, 아민그룹의 질소원자와 Ar1을 연결하는 L1이 상기 화학식 L-1 내지 L-12 중 하나인 경우, *a 표시 부분이 아민그룹의 질소원자와 연결되는 부위이고, *b 표시 부분이 Ar1과 연결되는 부위이다. 유사하게, L2 내지 L4, L7 내지 L9 중 적어도 하나가 상기 화학식 L-1 내지 L-12 중 하나인 경우, *a 표시 부분에서 아민그룹의 질소원자가 연결되고, *b 표시 부분에서 Ar2 내지 Ar7 각각이 연결된다. 또한, L5 및/또는 L6이 상기 화학식 L-1 내지 L-12 중 하나인 경우, *a 표시 부분에서 아민그룹의 질소원자가 연결되고, *b 표시 부분에서 X1 포함 3-축합환의 벤젠링, 즉 R1이 치환된 벤젠링 또는 R2가 치환된 벤젠링에 연결된다.
상기 L'은 단일결합; C6-C30의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-9 중 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000021
<화학식 1-3> <화학식 1-4>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000022
<화학식 1-5> <화학식 1-6>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000023
<화학식 1-7> <화학식 1-8>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000024
<화학식 1-9>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000025
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-9에서, X1, R1, R2, a, b, L1~L6, Ar1~Ar4는 화학식 1에서 정의된 것과 같다.
상기 화학식 2의 Ar5는 하기 화학식 b 내지 화학식 d, 화학식 c-1 내지 화학식 c-4 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화학식 b> <화학식 c> <화학식 d>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000026
<화학식 c-1> <화학식 c-2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000027
<화학식 c-3> <화학식 c-4>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000028
상기 화학식 b 내지 화학식 d, 화학식 c-1 내지 화학식 c-4에서, 각 기호는 아래와 같이 정의될 수 있다.
X3은 O 또는 S이다.
R5 내지 R9는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
e, f 및 g는 각각 0~4의 정수이고, h는 0~3의 정수이며, i는 0~7의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각, R7 각각, R8 각각, R9 각각은 서로 같거나 상이하고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 '이웃한 기끼리'라 함은 예컨대, 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R7끼리, 이웃한 R8끼리, 이웃한 R9끼리 등일 수 있으며, 이웃한 기 중에서 적어도 한 쌍이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리기를 형성할 경우, 상기 방향족고리기는 예컨대, C6~C30, C6~C20, C6~C16, C6~C14, C6~C10, C6 등의 방향족고리일 수 있으며, 구체적으로 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 등과 같은 방향족고리일 수 있다.
상기 L'은 단일결합; C6-C30의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-5 중 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 2-1> <화학식 2-2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000029
<화학식 2-3> <화학식 2-4>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000030
<화학식 2-5>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000031
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-5에서, L7 내지 L9, Ar6, Ar7은 화학식 2에서 정의된 것과 같다.
X3은 O 또는 S이다.
R5 내지 R8은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
e 및 f는 각각 0~4의 정수이고, g' 및 h는 각각 0~3의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각, R7 각각, R8 각각은 서로 같거나 상이하고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 '이웃한 기끼리'라 함은 예컨대, 이웃한 R5끼리, 이웃한 R6끼리, 이웃한 R7끼리, 이웃한 R8끼리 등일 수 있으며, 이웃한 기 중에서 적어도 한 쌍이 서로 결합하여 고리를 형성할 경우, C6~C60의 방향족고리기; 플루오렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된 고리를 형성할 수 있다.
이웃한 기끼리 서로 결합하여 방향족고리기를 형성할 경우, 상기 방향족고리기는 예컨대, C6~C30, C6~C20, C6~C16, C6~C14, C6~C10, C6 등의 방향족고리일 수 있으며, 구체적으로 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 등과 같은 방향족고리일 수 있다.
A"는 C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된다.
L10 및 상기 L'은 서로 독립적으로 단일결합; C6-C30의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
Ar8, Ar9, 상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000032
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Figure PCTKR2022021647-appb-img-000034
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Figure PCTKR2022021647-appb-img-000057
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000058
.
구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000059
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000060
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000061
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Figure PCTKR2022021647-appb-img-000070
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000071
.
이하, 본 발명에 따른 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물의 합성예 및 유기전기소자의 제조예에 관하여 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[합성예]
화학식 1의 합성예
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(final product 1)은 하기 반응식 1의 반응경로에 따라 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 1> (Hal1, Hal2는 I, Br 또는 Cl이고, G1은 -L1-Ar1, -L3-Ar3, G2는 -L2-Ar2, -L4-Ar4임)
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000072
Sub1의 합성예
상기 반응식 1의 Sub1은 하기 반응식 2-1 내지 반응식 2-4의 반응경로에 의해 합성될 수 있으며, X1이 S인 경우에는 하기 반응식 2-1 또는 반응식 2-2에 따라 합성될 수 있고, X1이 O인 경우에는 하기 반응식 2-3 또는 반응식 2-4에 따라 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 2-1>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000073
<반응식 2-2>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000074
<반응식 2-3>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000075
<반응식 2-4>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000076
1. Sub1-1의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000077
(1) Sub1-a-1의 합성
(4-chloro-2-iodophenyl)(methyl)sulfane (25.0 g, 87.9 mmol)를 THF (440 mL)로 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (17.6 g, 87.9 mmol), Pd(PPh3)4 (6.09 g, 5.27 mmol), NaOH (10.5 g, 264 mmol), H2O (220 mL)를 첨가하고 80℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 23.4 g을 얻었다. (수율 85%)
(2) Sub1-b-1의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-a-1 (23.4 g, 74.7 mmol) 및 H2O2 (21.3 mL), acetic acid (300 mL)를 넣고 상온에서 교반하였다. 반응이 완료되면 acetic acid를 제거하고 물을 넣어 고체를 얻었다. 상기 고체를 CH2Cl2에 녹여 실리카겔 칼럼으로 분리 후 농축하여 생성물 22.6 g을 얻었다. (수율 92%)
(3) Sub1-1의 합성
Sub1-b-1 (22.6 g, 68.7 mmol)를 과량의 H2SO4에 녹인 후, 상온에서 6시간 교반하였다. 반응이 완료되면 NaOH 수용액으로 중화시킨 후, CH2Cl2로 추출한 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 18.2 g을 얻었다. (수율 89%)
2. Sub1-2의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000078
Sub1-1 (5.0 g, 16.8 mmol)을 THF (84 mL)로 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (3.4 g, 16.8 mmol), Pd(PPh3)4 (1.16 g, 1.01 mmol), NaOH (2.0 g, 50.4 mmol), H2O (42 mL)를 첨가하고 80℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 5.1 g을 얻었다. (수율 81%)
3. Sub 1-5의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000079
(1) Sub1-a-5의 합성
(4-bromo-2-iodophenyl)(methyl)sulfane (15.0 g, 45.6 mmol)를 THF (228 mL)로 녹인 후, (4'-chloro-[1,1'-biphenyl]-2-yl)boronic acid (10.6 g, 45.6 mmol), Pd(PPh3)4 (3.16 g, 2.74 mmol), NaOH (5.47 g, 137 mmol), H2O (114 mL)를 첨가하고, 상기 Sub1-a-1과 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 14.4 g을 얻었다. (수율 81%)
(2) Sub1-b-5의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-a-5 (14.4 g, 36.9 mmol), H2O2 (10.6 mL) 및 acetic acid (148 mL)를 넣고, 상기 Sub1-b-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 13.5 g을 얻었다. (수율 90%)
(3) Sub1-5의 합성
Sub1-b-5 (13.5 g, 33.2 mmol)를 H2SO4 (40.5 mL)에 녹인 후, 상기 Sub1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 10.7 g을 얻었다. (수율 86%)
4. Sub 1-9의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000080
(1) Sub1-a-9의 합성
(3-bromo-2-iodophenyl)(methyl)sulfane (15.0 g, 45.6 mmol)를 THF (228 mL)에 녹인 후, (4'-chloro-[1,1'-biphenyl]-4-yl)boronic acid (10.6 g, 45.6 mmol), Pd(PPh3)4 (3.16 g, 2.74 mmol), NaOH (5.47 g, 137 mmol), H2O (114 mL)를 첨가하고, 상기 Sub1-a-1과 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 14.9 g을 얻었다. (수율 84%)
(2) Sub1-b-9의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-a-9 (14.9 g, 38.3 mmol), H2O2 (10.9 mL), acetic acid (153 mL)를 넣고, 상기 Sub1-b-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 13.4 g을 얻었다. (수율 86%)
(3) Sub1-9의 합성
Sub1-b-9 (13.4 g, 32.9 mmol)를 H2SO4 (40.1 mL)에 녹인 후, 상기 Sub1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 11.0 g을 얻었다. (수율 89%)
5. Sub 1-12의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000081
Sub1-10 (5.0 g, 16.8 mmol)를 THF (84 mL)에 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (3.4 g, 16.8 mmol), Pd(PPh3)4 (1.16 g, 1.01 mmol), NaOH (2.0 g, 50.4 mmol), H2O (42 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 4.5 g을 얻었다. (수율 72%)
6. Sub 1-15의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000082
Sub1-13 (5.0 g, 16.8 mmol)를 THF (84 mL)에 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (3.4 g, 16.8 mmol), Pd(PPh3)4 (1.16 g, 1.01 mmol), NaOH (2.0 g, 50.4 mmol), H2O (42 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 4.3 g을 얻었다. (수율 68%)
7. Sub 1-20의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000083
Sub1-19 (5.0 g, 16.8 mmol)를 THF (84 mL), (4-bromophenyl)boronic acid (3.4 g, 16.8 mmol)에 녹인 후, Pd(PPh3)4 (1.16 g, 1.01 mmol), NaOH (2.0 g, 50.4 mmol), H2O (42 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 4.6 g을 얻었다. (수율 73%)
8. Sub 1-31의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000084
Sub1-29 (5.0 g, 17.8 mmol)를 THF (89 mL)에 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (3.6 g, 17.8 mmol), Pd(PPh3)4 (1.23 g, 1.07 mmol), NaOH (2.1 g, 53.3 mmol), H2O (44 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 4.8 g을 얻었다. (수율 76%)
9. Sub 1-36의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000085
(1) Sub1-e-36의 합성
3-bromo-2-iodophenol (15.0 g, 50.2 mmol)를 THF (250 mL)에 녹인 후, chloro-[1,1'-biphenyl]-4-yl)boronic acid (11.7 g, 50.2 mmol), Pd(PPh3)4 (3.48 g, 3.01 mmol), NaOH (6.0 g, 101 mmol), H2O (125 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 15.2 g을 얻었다. (수율 84%)
(2) Sub1-36의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-e-36 (15.2 g, 42.2 mmol), Pd(OAc)2 (0.47 g, 2.11 mmol), 3-nitropyridine (0.26 g, 2.11 mmol)을 넣고 C6F6 (63 mL), DMI (42 mL)로 녹인 후, tert-butylperoxybenzoate (16.4 g, 84.3 mmol)를 첨가하고 90℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 9.8 g을 얻었다. (수율 65%)
10. Sub 1-38의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000086
Sub1-37 (5.0 g, 17.8 mmol)를 THF (89 mL)에 녹인 후, (4-bromophenyl)boronic acid (3.6 g, 17.8 mmol), Pd(PPh3)4 (1.23 g, 1.07 mmol), NaOH (2.1 g, 53.3 mmol), H2O (44 mL)을 첨가하고, 상기 Sub1-2의 합성법과 동일하게 진행하여 생성물 4.5 g을 얻었다. (수율 71%)
Sub1에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 1은 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000087
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000088
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000089
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000090
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000091
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000092
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000093
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000094
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000095
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000096
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000097
[표 1]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000098
Sub 2의 합성예
상기 반응식 1의 Sub 2는 하기 반응식 3의 반응경로에 의해 합성(본 출원인의 한국등록특허 제 10-1251451호 (2013.04.05일자 등록공고)에 개시)될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 3> (Hal3은 I, Br 또는 Cl임)
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000099
Sub 2에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 2는 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000100
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000101
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000102
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000103
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000104
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000105
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000106
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000107
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000108
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000109
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000110
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000111
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000112
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000113
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000114
[표 2]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000115
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000116
최종 화합물의 합성예
1. P1-1의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000117
(1) Inter1-1의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-1 (5.0 g, 16.8 mmol), Sub2-27 (4.6 g, 16.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.50 mmol), P(t-Bu)3 (0.20 g, 1.01 mmol), NaOt-Bu (3.2 g, 33.6 mmol), Toluene (84 mL)을 넣은 후, 60 ℃에서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 6.0 g을 얻었다. (수율 72%)
(2) P1-1의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-1 (6.0 g, 12.1 mmol), Sub2-1 (2.0 g, 12.1 mmol), Pd2(dba)3 (0.33 g, 0.36 mmol), P(t-Bu)3 (0.15 g, 0.73 mmol), NaOt-Bu (2.3 g, 24.2 mmol), Toluene (60 mL)을 넣은 후, 80 ℃에서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 5.8 g을 얻었다. (수율 77%)
2. P1-8의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000118
(1) Inter1-8의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-2 (5.0 g, 13.4 mmol), Sub2-28 (3.7 g, 13.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.40 mmol), P(t-Bu)3 (0.16 g, 0.80 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 26.8 mmol), Toluene (67 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.5 g을 얻었다. (수율 73%)
(2) P1-8의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-8 (5.5 g, 9.8 mmol), Sub2-1 (1.7 g, 9.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.27 g, 0.29 mmol), P(t-Bu)3 (0.12 g, 0.59 mmol), NaOt-Bu (1.9 g, 19.5 mmol), Toluene (49 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.4 g을 얻었다. (수율 79%)
3. P1-25의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000119
(1) Inter1-25의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-5 (5.0 g, 13.4 mmol), Sub2-45 (3.5 g, 13.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.40 mmol), P(t-Bu)3 (0.16 g, 0.80 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 26.8 mmol), Toluene (67 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 4.6 g을 얻었다. (수율 62%)
(2) P1-25의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-25 (4.6 g, 8.3 mmol), Sub2-1 (1.4 g, 8.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.23 g, 0.25 mmol), P(t-Bu)3 (0.10 g, 0.50 mmol), NaOt-Bu (1.6 g, 16.6 mmol), Toluene (41 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 4.0 g을 얻었다. (수율 71%)
4. P1-40의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000120
(1) Inter1-40의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-9 (5.0 g, 13.4 mmol), Sub2-1 (2.3 g, 13.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.40 mmol), P(t-Bu)3 (0.16 g, 0.80 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 26.8 mmol), Toluene (67 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 4.4 g을 얻었다. (수율 71%)
(2) P1-40의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-40 (4.4 g, 9.5 mmol), Sub2-56 (3.2 g, 9.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.26 g, 0.28 mmol), P(t-Bu)3 (0.12 g, 0.57 mmol), NaOt-Bu (1.8 g, 19.0 mmol), Toluene (47 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.6 g을 얻었다. (수율 78%)
5. P1-47의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000121
(1) Inter1-47의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-38 (5.0 g, 14.0 mmol), Sub2-29 (3.8 g, 14.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.38 g, 0.42 mmol), P(t-Bu)3 (0.17 g, 0.84 mmol), NaOt-Bu (2.7 g, 28.0 mmol), Toluene (70 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.8 g을 얻었다. (수율 75%)
(2) P1-47의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-47 (5.8 g, 10.5 mmol), Sub2-1 (1.8 g, 10.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.29 g, 0.31 mmol), P(t-Bu)3 (0.13 g, 0.63 mmol), NaOt-Bu (2.0 g, 21.0 mmol), Toluene (52 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.2 g을 얻었다. (수율 72%)
6. P1-58의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000122
(1) Inter1-58의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-15 (5.0 g, 13.4 mmol), Sub2-46 (3.5 g, 13.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.40 mmol), P(t-Bu)3 (0.16 g, 0.80 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 26.8 mmol), Toluene (67 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.7 g을 얻었다. (수율 77%)
(2) P1-58의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-58 (5.7 g, 10.3 mmol), Sub2-1 (1.7 g, 10.3 mmol), Pd2(dba)3 (0.28 g, 0.31 mmol), P(t-Bu)3 (0.13 g, 0.62 mmol), NaOt-Bu (2.0 g, 20.6 mmol), Toluene (52 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 4.9 g을 얻었다. (수율 69%)
7. P1-81의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000123
(1) Inter1-81의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-20 (5.0 g, 13.4 mmol), Sub2-1 (2.3 g, 13.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.40 mmol), P(t-Bu)3 (0.16 g, 0.80 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 26.8 mmol), Toluene (67 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 4.8 g을 얻었다. (수율 78%)
(2) P1-81 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-81 (4.8 g, 10.4 mmol), Sub2-27 (2.9 g, 10.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.29 g, 0.31 mmol), P(t-Bu)3 (0.13 g, 0.63 mmol), NaOt-Bu (2.0 g, 20.9 mmol), Toluene (52 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.3 g을 얻었다. (수율 73%)
8. P1-90의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000124
(1) Inter1-90의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-24 (5.0 g, 16.8 mmol), Sub2-1 (2.8 g, 16.8 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.50 mmol), P(t-Bu)3 (0.20 g, 1.01 mmol), NaOt-Bu (3.2 g, 33.6 mmol), Toluene (84 mL)을 넣고, 상기 Inter1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 4.8 g을 얻었다. (수율 74%)
(2) P1-90의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter1-90 (4.8 g, 12.4 mmol), Sub2-26 (3.4 g, 12.4 mmol), Pd2(dba)3 (0.34 g, 0.37 mmol), P(t-Bu)3 (0.15 g, 0.75 mmol), NaOt-Bu (2.4 g, 24.9 mmol), Toluene (62 mL)을 넣고, 상기 P1-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.6 g을 얻었다. (수율 72%)
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P1-1 내지 P1-108의 FD-MS 값은 하기 표 3과 같다.
[표 3]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000125
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000126
[합성예 2]
화학식 2의 합성예
본 발명에 따른 화학식 2로 표시되는 화합물(final product)은 하기 반응식 4와 같은 반응경로에 의해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<반응식 4> (Hal4는 I, Br 또는 Cl, G1은 -L8-Ar6, G2= -L9-Ar7임)
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000127
Sub3의 예시 화합물
Sub 3에 속하는 화합물은 아래와 같은 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표 4는 하기 화합물의 FD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry) 값을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000128
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000129
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000130
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000131
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000132
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000133
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000134
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000135
[표 4]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000136
최종 화합물의 합성예
1. P2-1의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000137
둥근바닥플라스크에 Sub3-1 (5.0 g, 21.6 mmol), Sub2-12 (5.0 g, 21.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.59 g, 0.65 mmol), P(t-Bu)3 (0.26 g, 1.29 mmol), NaOt-Bu (4.1 g, 43.1 mmol), Toluene (108 mL)을 넣은 후, 80 ℃에서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 8.1 g을 얻었다. (수율 79%)
2. P2-6의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000138
둥근바닥플라스크에 Sub3-7 (5.0 g, 15.0 mmol), Sub2-17 (5.6 g, 15.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.41 g, 0.45 mmol), P(t-Bu)3 (0.18 g, 0.90 mmol), NaOt-Bu (2.9 g, 30.0 mmol), Toluene (75 mL)을 넣은 후, 상기 P2-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 7.2 g을 얻었다. (수율 77%)
3. P2-17의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000139
둥근바닥플라스크에 Sub3-16 (5.0 g, 12.6 mmol), Sub2-12 (4.0 g, 12.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.34 g, 0.38 mmol), P(t-Bu)3 (0.15 g, 0.75 mmol), NaOt-Bu (2.4 g, 25.1 mmol), Toluene (63 mL)을 넣은 후, 상기 P2-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 6.3 g을 얻었다. (수율 78%)
4. P2-29의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000140
둥근바닥플라스크에 Sub3-29 (5.0 g, 20.2 mmol), Sub2-23 (7.3 g, 20.2 mmol), Pd2(dba)3 (0.56 g, 0.61 mmol), P(t-Bu)3 (0.25 g, 1.21 mmol), NaOt-Bu (3.9 g, 40.5 mmol), Toluene (100 mL)을 넣은 후, 상기 P2-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 7.7 g을 얻었다. (수율 72%)
5. P2-40 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000141
(1) Inter2-40의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub3-34 (5.0 g, 13.6 mmol), Sub2-27 (3.7 g, 13.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.37 g, 0.41 mmol), P(t-Bu)3 (0.17 g, 0.82 mmol), NaOt-Bu (2.6 g, 27.2 mmol), Toluene (68 mL)을 넣은 후, 60 ℃에서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 4.9 g을 얻었다. (수율 78%)
(2) P2-40의 합성
둥근바닥플라스크에 Inter2-40 (4.9 g, 10.6 mmol), Sub2-1 (1.8 g, 10.6 mmol), Pd2(dba)3 (0.29 g, 0.32 mmol), P(t-Bu)3 (0.13 g, 0.64 mmol), NaOt-Bu (2.0 g, 21.2 mmol), Toluene (53 mL)을 넣은 후, 80 ℃에서 반응을 진행시켰다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축하였다. 이후, 농축물을 실리카겔 칼럼으로 분리 후 재결정하여 생성물 4.8 g을 얻었다. (수율 76%)
6. P2-43의 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000142
(1) Inter2-43의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub1-37 (5.0 g, 14.0 mmol), Sub2-1 (2.4 g, 14.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.38 g, 0.42 mmol), P(t-Bu)3 (0.17 g, 0.84 mmol), NaOt-Bu (2.7 g, 28.0 mmol), Toluene (70 mL)을 넣고, 상기 Inter2-40의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.9 g을 얻었다. (수율 79%)
(2) P2-43 합성
둥근바닥플라스크에 Inter2-43 (5.9 g, 11.0 mmol), Sub2-45 (2.9 g, 11.0 mmol), Pd2(dba)3 (0.13 g, 0.66 mmol), P(t-Bu)3 (0.13 g, 0.66 mmol), NaOt-Bu (2.1 g, 22.1 mmol), Toluene (55 mL)을 넣고, 상기 P2-40의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 5.2 g을 얻었다. (수율 71%)
7. P2-44 합성예
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000143
둥근바닥플라스크에 Sub3-33 (5.0 g, 15.5 mmol), Sub2-25 (5.6 g, 15.5 mmol), Pd2(dba)3 (0.42 g, 0.46 mmol), P(t-Bu)3 (0.19 g, 0.93 mmol), NaOt-Bu (3.0 g, 30.9 mmol), Toluene (77 mL)을 넣은 후, 상기 P2-1의 합성법과 동일한 방법으로 진행하여 생성물 6.7 g을 얻었다. (수율 72%)
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P2-1 내지 P2-49의 FD-MS 값은 하기 표 5와 같다.
[표 5]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000144
유기전기소자의 제조평가
[실시예 1] 레드 유기전기발광소자 (발광보조층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극) 위에 4,4',4"-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (이하, 2-TNATA로 약기함)을 진공증착하여 70 nm 두께의 정공주입층을 형성한 후, 상기 정공주입층 상에 N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하, NPB로 약기함)를 70 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 상에 본 발명의 화합물 P1-1을 70 nm 두께로 진공증착하여 제1 발광보조층을 형성한 후, 상기 제1 발광보조층 상에 본 발명의 화합물 P2-3을 5 nm 두께로 진공증착하여 제2발광보조층을 형성하였다.
다음으로, 상기 제2발광보조층 상에, 호스트 재료로 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, CBP로 약기함)를, 도판트 재료로 bis-(1-phenylisoquinolyl)iridium(Ⅲ)acetylacetonate (이하, (piq)2Ir(acac)로 약기함)을 사용하되 95:5 중량비가 되도록 도펀트를 도핑하여 40 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
다음으로, 상기 발광층 상에 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (이하, BAlq로 약기함)을 5 nm 두께로 진공증착하여 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (이하 BeBq2로 약기함)을 30 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다.
이후, 상기 전자수송층 상에 LiF를 0.2 nm 두께로 증착하여 전자주입층을 형성하고, 상기 전자주입층 상에 Al을 150 nm의 두께로 증착하여 음극을 형성하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 60]
제1발광보조층 및 제2발광보조층 물질로 하기 표 6에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 1] 내지 [비교예 17]
하기 표 6에 기재된 단일 물질을 사용하여 단일 발광보조층을 형성한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 18]
하기 표 6에 기재된 것과 같이, 제1발광보조층 물질로 하기 비교화합물 A를 사용하고, 제2발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
<비교화합물 A>
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000145
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 60, 비교예 1 내지 비교예 18에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치 (photoresearch) 사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 2500cd/m2 기준휘도에서 맥사이언스사의 수명측정장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 6과 같다.
[표 6]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000146
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000147
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000148
상기 표 6으로부터, 발광보조층을 단일물질을 사용하여 단일층으로 형성한 비교예 1 내지 비교예 17보다는 복수의 발광보조층을 형성한 비교예 18 및 본 발명의 실시예의 경우, 유기전기소자의 소자 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따를 경우, 유기전기소자의 구동전압을 현저히 낮출 수 있고, 발광효율 및 수명을 현저히 향상시킬 수 있다.
발광보조층은 정공수송층에서 정공을 잘 전달받아야 하고, 호스트로 정공을 잘 전달해주어야 하며, 전자가 호스트로부터 넘어오는 것을 잘 차단해야 한다. 하지만, 각 층을 형성하는 화합물의 특성(정공이동도, 에너지 레벨 등)이 다르기 때문에, 하나의 물질로 단일 발광보조층을 형성할 경우 이러한 요구특성을 모두 만족시키는 물질을 선택하는 것이 쉽지 않다.
본 발명의 화합물로 복수의 발광보조층을 형성할 경우, 보다 쉽게 상기 요구특성을 만족시킬 수 있어 전체적인 소자의 성능을 향상시키는 것이 용이하다.
비교예 18의 경우에도 서로 다른 물질을 사용하여 두 개의 발광보조층을 형성하였지만, 본 발명의 실시예에 따를 경우 소자의 특성이 현저히 우수하였다. 비교화합물A는 다이벤조싸이오펜에 디아릴아민기가 치환된 구조인데 반해 본 발명의 화합물은 다이벤조싸이오펜 또는 다이벤조퓨란에 아민기가 2개 결합된 형태이면서 아민기 중 하나에 다이벤조싸이오펜 또는 다이벤조퓨란이 더 치환된 구조이다.
본 발명과 같이 아민기가 하나 더 추가된 화합물을 발광보조층 물질을 제1 발광보조층 물질로 사용하면 정공에 대한 안정성 및 패킹 밀도(packing density)가 증가하게 되어 구동전압이 개선되는 것으로 보이며, 다이벤조싸이오펜 또는 다이벤조퓨란이 더 추가됨으로써 굴절률 및 열안정성이 증가되어 소자 성능이 향상된 것으로 보인다. 따라서, 제1 발광보조층을 형성하는 물질에 따라 소자의 구동전압이 달라지고, 제2 발광보조층을 형성하는 물질에 따라 소자의 효율 및 수명이 달라지는 것으로 보인다.
이러한 특성을 확인하기 위하여 표 7의 화합물에 대하여 HOD(Hole Only Device)에 따른 정공이동도를 측정하였다. 하기 표 7은, ITO층(양극)/HAT-CN 5 nm/비교화합물 A 또는 본 발명의 화합물 300 nm/HAT-CN 1 nm/Al(음극) 100 nm 순으로 증착한 유기전기소자를 제작한 HOD(Hole Only Device)에서의 정공이동도를 측정한 것이다.
[표 7]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000149
상기 표 7을 살펴보면, 비교화합물 A에 비해 본 발명의 화합물의 정공이동도가 빠른 것을 확인할 수 있다.
앞선 표 6을 참고해보면, 제1 발광보조층 재료로 비교화합물 A를 사용한 경우(비교예 18) 대비 본 발명의 화합물을 사용한 경우 구동전압이 더 낮은 것을 알 수 있다. 따라서, 정공이동도가 높은 물질로 제1 발광보조층을 형성하면 구동전압을 낮출 수 있다는 것을 알 수 있다.
그러나, 단순히 정공이동도가 빠른 물질을 사용한다고 하여 소자의 효율과 수명을 향상시킬 수는 없으며, 발광층과의 에너지레벨 차이 등과 같은 화합물의 특성이 소자 전체에 영향을 주게 된다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 점을 보완하기 위해 제2 발광보조층을 도입한 소자를 제작하였고, 제2 발광보조층의 에너지레벨 특성을 확인하기 위하여 가우시안(Gaussian) 프로그램의 DFT method(B3LYP/6-31g(D))를 이용하였다. HOMO, LUMO 및 T1 값은 하기 표 8과 같다.
[표 8]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000150
상기 표 6 및 표 8을 참조해보면, 제2 발광보조층의 재료로 HOMO 값은 소자의 효율에 영향을 미치고, LUMO 값은 소자의 수명에 영향을 미치며, T1 값은 효율 및 수명에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
제2 발광보조층 재료로 HOMO 값이 낮은 화합물을 사용하면 제2 발광보조층에서 호스트로 정공주입이 원활하게 이루어지므로 소자의 효율을 향상시킬 수 있고, LUMO 값이 높은 화합물을 사용하면 호스트에서 넘어오는 전자를 효과적으로 막아줄 수 있어 소자의 수명을 향상시킬 수 있으며, T1 값이 높은 화합물을 사용하면 도판트에서 넘어오는 삼중항 전자를 효과적으로 막아줄 수 있으므로 효율 및 수명을 모두 향상시킬 수 있는 것으로 보인다.
[실시예 61] 내지 [실시예 75] 그린 유기전기발광소자 (발광보조층)
제1 발광보조층 물질 및 제2 발광보조층 물질로 하기 표 9의 화합물을 사용하되 제1 발광보조층은 30 nm 두께로 형성하고, 제2 발광보조층은 5 nm 두께로 형성하였으며, 도판트 재료로 tris(2-phenylpyridine)-iridium (이하, Ir(ppy)3)을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다.
[비교예 19] 내지 [비교예 26]
하기 표 9에 기재된 단일 물질을 사용하여 단일 발광보조층을 형성한 점을 제외하고는 상기 실시예 61과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
[비교예 27]
하기 표 9에 기재된 것과 같이, 제1 발광보조층 물질로 비교화합물 A를 사용하고, 제2발광보조층 물질로 본 발명의 화합물 P1-1을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 61과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 61 내지 실시예 75, 비교예 19 내지 비교예 27에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치 (photoresearch) 사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 5000cd/m2 기준휘도에서 맥사이언스사의 수명측정장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 측정 결과는 하기 하기 표 9와 같다.
[표 9]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000151
상기 표 9로부터 발광보조층을 단일물질을 사용하여 단일층으로 형성한 경우(비교예 19 내지 비교예 26)보다 발광보조층을 복수개 형성한 소자의 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
앞서 살펴본 레드유기전기소자에서 설명한 것과 같이, 제1 발광보조층은 소자의 구동전압에 영향을 미치고, 제2 발광보조층은 소자의 효율 및 수명에 영향을 미치므로 발광보조층을 복수 개 형성할 경우 소자의 특성이 향상되는 것으로 보인다.
이를 확인하기 위하여 표 10에서와 같이, 비교화합물 A와 본 발명의 화합물에 대한 정공이동도를 측정하였으며, 정공이동도 측정은 표 7과 같은 조건에서 실시하였다. 측정 결과는 하기 표 10과 같다.
[표 10]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000152
표 9 및 표 10을 참조하면, 앞선 레드 유기전기발광소자에서 설명한 바와 같이, 정공이동도가 높은 화합물을 제1 발광보조층 재료로 사용할 경우 소자의 구동전압이 감소하는 효과가 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 비교화합물 A와 본 발명의 화합물을 비교하면, 비교화합물 A에 비해 본 발명의 화합물의 정공이동도가 확연하게 높은 것을 알 수 있고, 이러한 본 발명의 화합물을 제1 발광보조층 재료로 사용시 소자의 구동전압이 현저히 감소되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제2 발광보조층의 에너지레벨 특성을 확인하기 위하여 가우시안(Gaussian) 프로그램의 DFT method(B3LYP/6-31g(D))를 이용하였으며, 측정한 데이터는 하기 표 11과 같다.
[표 11]
Figure PCTKR2022021647-appb-img-000153
표 9와 표 11을 살펴보면, 제2 발광보조층에 사용되는 화합물의 T1 값이 높으면 도판트에서 넘어오는 삼중항 전자를 막는 데 더 효과적이며, 그 결과 소자의 효율과 수명에 영향을 미치는 것으로 보인다. 특히, 그린도판트의 T1이 높게 형성되어 있어, 2.7 이상의 높은 T1을 가지는 화합물을 제2 발광보조층 재료로 사용하면 소자의 효율 및 수명을 향상시키는 것을 확인할 수 있다,
결론적으로, 제1 발광보조층은 정공수송 역할을, 제2 발광보조층은 도펀트 또는 호스트로의 정공주입 및 호스트로부터의 전자차단 역할을 수행하는 것으로 보이며, 본 발명과 같이 발광보조층을 복수개 형성하면 각 층에 적절한 상호작용을 할 수 있어 화합물 간의 시너지 효과가 극대화된 결과 단일의 발광보조층을 사용한 경우 대비 소자의 특성이 크게 향상되는 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내의 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 제 1전극, 제 2전극, 및 상기 제 1전극과 제 2전극 사이에 형성된 유기층을 포함하는 유기전기소자에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층, 상기 발광층과 제 1전극 사이에 형성된 정공수송층, 및 상기 정공수송층과 발광층 사이에 형성된 복수의 발광보조층을 포함하며,
    상기 복수의 발광보조층은 상기 정공수송층에 인접한 제 1발광보조층 및 상기 발광층에 인접한 제 2발광보조층을 포함하며,
    상기 제 1발광보조층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 제 2발광보조층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자:
    <화학식 1>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000154
    <화학식 2> <화학식 3>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000155
    상기 화학식에서,
    Ar1 내지 Ar7은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되고, Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 화학식 3이며, 상기 화학식 3은 상기 화학식 1의 L1 내지 L4 중 하나에 결합되고,
    X1 및 X2는 서로 독립적으로 O 또는 S이고,
    L1 내지 L9는 서로 독립적으로 단일결합; C6~C60의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; 및 C3~C60의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되며,
    R1 내지 R4는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 시아노기; 니트로기; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리기; C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C20의 알콕시기; 및 C6~C20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되고, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
    a 및 d는 각각 0~3의 정수이고, b 및 c는 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R1 각각, R2 각각, R3 각각, R4 각각은 서로 같거나 상이하며,
    상기 아릴기, 아릴렌기, 플루오렌일기, 플루오렌일렌기, 헤테로고리기, 지방족고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기, 아릴옥시기, 및 이웃한 기끼리 서로 결합하여 형성된 고리는 각각 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며,
    상기 L'은 단일결합; C6-C30의 아릴렌기; 플루오렌일렌기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; 및 C3-C30의 지방족고리기로 이루어진 군에서 선택된다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 1-1> <화학식 1-2>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000156
    상기 화학식 1-1 및 화학식 1-2에서, X1, R1, R2, a, b, L1~L6, Ar1~Ar4는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 내지 화학식 1-9 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 1-3> <화학식 1-4>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000157
    <화학식 1-5> <화학식 1-6>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000158
    <화학식 1-7> <화학식 1-8>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000159
    <화학식 1-9>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000160
    상기 화학식 1-3 내지 화학식 1-9에서, X1, R1, R2, a, b, L1~L6, Ar1~Ar4는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4 중 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 3-1> <화학식 3-2>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000161
    <화학식 3-3> <화학식 3-4>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000162
    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-4에서, X2, R3, R4, c, d는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 Ar5는 하기 화학식 b 내지 화학식 d 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 b> <화학식 c> <화학식 d>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000163
    상기 화학식 b 내지 화학식 d에서,
    X3은 O 또는 S이고,
    R5 내지 R9는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    e, f 및 g는 각각 0~4의 정수이고, h는 0~3의 정수이며, i는 0~7의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각, R7 각각, R8 각각, R9 각각은 서로 같거나 상이하며,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 2-1>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000164
    상기 화학식 2-1에서, L7 내지 L9, Ar6, Ar7은 제1항에서 정의된 것과 같고,
    R5 및 R6은 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    e 및 f는 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우 R5 각각, R6 각각은 서로 같거나 상이하며,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 L1 내지 L9 중 적어도 하나는 하기 화학식 L-1 내지 화학식 L-12 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    <화학식 L-1> <화학식 L-2> <화학식 L-3>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000165
    <화학식 L-4> <화학식 L-5> <화학식 L-6>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000166
    <화학식 L-7> <화학식 L-8> <화학식 L-9>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000167
    <화학식 L-10> <화학식 L-11> <화학식 L-12>
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000168
    상기 화학식 L-1 내지 화학식 L-12에서,
    R10 내지 R12는 서로 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실란기; C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기로 치환 또는 비치환된 포스핀옥사이드; 실록산기; 시아노기; 니트로기; C1-C20의 알킬싸이오기; C1-C20의 알콕시기; C6-C20의 아릴옥시기; C6-C20의 아릴싸이오기; C1-C20의 알킬기; C2-C20의 알켄일기; C2-C20의 알킨일기; C6-C30의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2-C30의 헤테로고리기; C3-C30의 지방족고리기; 및 -L'-N(Ra)(Rb)로로 이루어진 군에서 선택되며, 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    j, k 및 l은 각각 0~4의 정수이고, 이들 각각이 2 이상의 정수인 경우, R10 각각, R11 각각, R12 각각은 서로 같거나 상이하며,
    *a는 아민그룹의 질소와 결합되는 위치를 나타내고,
    *b는 L1 내지 L4, L7 내지 L9 중 적어도 하나가 상기 화학식 중 하나인 경우에는 Ar1 내지 Ar7에 결합되는 위치를 나타내고, L5가 상기 화학식 중 하나인 경우에는 R1이 결합된 벤젠고리에 결합되는 위치를 나타내고, L6이 상기 화학식 중 하나인 경우에는 R2가 결합된 벤젠고리에 결합되는 위치를 나타내며,
    상기 L', Ra 및 Rb는 제1항에서 정의된 것과 같다.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000169
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000170
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000171
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000172
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000173
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000174
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000175
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000176
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000177
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000178
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000179
    Figure PCTKR2022021647-appb-img-000180
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    .
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기전기소자:
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    .
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1발광보조층의 두께가 25~900Å이고, 상기 제 2발광보조층의 두께가 10~300Å인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 상기 제 1발광보조층에서의 정공이동도는 5.1×10-5 내지 1.3×10-3 cm/V-S인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 상기 제 2발광보조층에서의 T1 에너지 레벨이 2.3 내지 3.0인 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 광효율개선층을 더 포함하며, 상기 광효율개선층은 상기 제 1전극 또는 제 2전극의 양면 중에서 상기 유기물층과 접하지 않는 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 제 1전극 상에 순차적으로 형성된 정공수송층, 발광보조층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 스택을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 둘 이상의 스택 사이에 형성된 전하생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  16. 제1항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및
    상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 유기전기소자는 유기전기발광소자, 유기태양전지, 유기감광체, 유기트랜지스터, 단색 조명용 소자 및 퀀텀닷 디스플레이용 소자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102663764B1 (ko) * 2023-11-09 2024-05-03 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170025990A (ko) * 2015-08-31 2017-03-08 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
CN111747938A (zh) * 2020-07-03 2020-10-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种芳胺化合物及其有机电致发光器件
KR20210053209A (ko) * 2019-11-01 2021-05-11 덕산네오룩스 주식회사 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210072883A (ko) * 2019-12-09 2021-06-18 덕산네오룩스 주식회사 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210121369A (ko) * 2020-03-27 2021-10-08 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함한 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170025990A (ko) * 2015-08-31 2017-03-08 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
KR20210053209A (ko) * 2019-11-01 2021-05-11 덕산네오룩스 주식회사 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210072883A (ko) * 2019-12-09 2021-06-18 덕산네오룩스 주식회사 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210121369A (ko) * 2020-03-27 2021-10-08 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함한 장치
CN111747938A (zh) * 2020-07-03 2020-10-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种芳胺化合物及其有机电致发光器件

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