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KR102608380B1 - 유기전기소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 - Google Patents

유기전기소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치 Download PDF

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KR102608380B1
KR102608380B1 KR1020230002969A KR20230002969A KR102608380B1 KR 102608380 B1 KR102608380 B1 KR 102608380B1 KR 1020230002969 A KR1020230002969 A KR 1020230002969A KR 20230002969 A KR20230002969 A KR 20230002969A KR 102608380 B1 KR102608380 B1 KR 102608380B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
layer
organic
mmol
Prior art date
Application number
KR1020230002969A
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English (en)
Inventor
이선희
이중근
박형근
Original Assignee
덕산네오룩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020230002969A priority Critical patent/KR102608380B1/ko
Priority to US18/172,551 priority patent/US11711972B1/en
Priority to CN202310153352.XA priority patent/CN116033815B/zh
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Abstract

본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이의 유기물층을 포함하는 유기전기소자 및 상기 유기전기소자를 포함하는 전자 장치를 제공하며, 상기 유기물층이 본 발명의 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 각 화합물을 포함함으로써, 유기전기소자의 구동전압을 낮출 수 있고 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

유기전기소자용 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치{AN ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT COMPRISING COMPOUND FOR ORGANIC ELECTRONIC ELEMENT AND AN ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 유기전기소자용 화합물을 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기전기소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전기소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어질 수 있다.
현재 휴대용 디스플레이 시장은 대면적 디스플레이로 그 크기가 증가하고 있는 추세이다. 휴대용 디스플레이는 제한적인 전력 공급인 배터리를 가지고 있으므로, 기존 휴대용 디스플레이에서 요구되던 소비전력보다 더 효율적인 소비전력이 요구되고 있다. 또한, 효율적인 소비전력 외에도 발광효율과 수명 문제 또한 반드시 해결해야 하는 상황이다.
소비전력, 발광효율 및 수명 문제를 해결하기 위하여, 유기물층이 각각 발광층을 포함하는 두 개 이상의 스택(또는 발광유닛)을 포함하는 탠덤(tandem) 유기전기소자에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 스택에 포함되는 유기재료를 개선하여, 유기전기소자의 소비전력, 발광효율 및 수명을 개선하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
효율과 수명, 구동전압 등은 서로 연관이 있으며, 효율이 증가되면 상대적으로 구동전압이 떨어지고, 구동전압이 떨어지면서 구동시 발생하는 주울열(Joule heating)에 의한 유기물질의 결정화가 적어져 결과적으로 수명이 늘어나는 경향을 나타낸다. 하지만 유기재료를 단순히 개선한다고 하여 효율을 극대화시킬 수는 없다. 왜냐하면 각 유기재료 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있기 때문이다. 따라서 높은 열적 안정성을 가지며 발광층 내에서 효율적으로 전하 균형(charge balance)을 이룰 수 있는 재료의 개발이 필요한 실정이다.
또한, 탠덤 유기소자에서 두 개 이상의 스택(또는 발광유닛) 사이에는 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하 분배를 원활하게 해주는 전하생성층(Charge generation layer)을 필요로 한다. 전하생성층에서 전하 분배를 얼마나 원활하게 해주느냐에 따라 소자 전체의 구동 전압에 영향을 미치며, n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층 간의 에너지레벨 차이, 전하생성층에 도핑되는 도핑물질의 농도 등에 따라 전하 주입 특성 및 소자의 수명 등에도 영향을 미친다.
즉, 탠덤 유기전기소자에 있어서 어떠한 유기재료를 어떠한 층에 조합하여 사용하느냐에 따라 유기전기소자의 효율, 수명 및 구동전압이 달라질 수 있으며, 아직까지 안정되고 효율적인 유기전기소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 발명은 소자의 구동전압을 낮추고, 소자의 발광효율, 색순도, 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있는 화합물을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층;을 포함하며, 상기 유기층은 제1 스택 및 제2 스택을 포함하고, 상기 제1 스택 및 제2 스택 사이에는 전하생성영역이 더 포함되며, 상기 전하생성영역은 n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층을 포함하고, 상기 n-형 전하생성층은 상기 제1 전극 쪽을 향하며, 상기 p-형 전하생성층은 제2 전극 쪽을 향하도록 적층되고, 상기 p-형 전하생성층은 하기 화학식 P-1 내지 P-16으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기전기소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화합물을 이용함으로써 소자의 높은 발광효율, 낮은 구동전압 및 고내열성을 달성할 수 있으며, 소자의 색순도 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 달리 언급하지 않는 한, 하기 용어의 의미는 하기와 같다:
본 명세서에서 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은 다른 설명이 없는 한 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl) 또는 요오드(I)이다.
본 발명에 사용된 용어 "알킬" 또는 "알킬기"는 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수의 단일결합을 가지며, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 사이클로알킬(지환족)기, 알킬-치환된 사이클로알킬기, 사이클로알킬-치환된 알킬기를 비롯한 포화 지방족 작용기의 라디칼을 의미한다.
본 발명에 사용된 용어 "알켄일기", "알케닐기" 또는 "알킨일기"는 다른 설명이 없는 한 각각 2 내지 60의 탄소수의 이중결합 또는 삼중결합을 가지며, 직쇄형 또는 측쇄형 사슬기를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "시클로알킬"은 다른 설명이 없는 한 3 내지 60의 탄소수를 갖는 고리를 형성하는 알킬을 의미하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "알콕실기", "알콕시기", 또는 "알킬옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 알킬기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 1 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 사용된 용어 "아릴옥실기" 또는 "아릴옥시기"는 산소 라디칼이 부착된 아릴기를 의미하며, 다른 설명이 없는 한 6 내지 60의 탄소수를 가지며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 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 단일 고리 또는 다중 고리의 방향족을 의미하며, 이웃한 치환기가 결합 또는 반응에 참여하여 형성된 방향족 고리를 포함한다. 예컨대, 아릴기는 페닐기, 비페닐기, 플루오렌기, 스파이로플루오렌기일 수 있다.
접두사 "아릴" 또는 "아르"는 아릴기로 치환된 라디칼을 의미한다. 예를 들어 아릴알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기이며, 아릴알켄일기는 아릴기로 치환된 알켄일기이며, 아릴기로 치환된 라디칼은 본 명세서에서 설명한 탄소수를 가진다.
또한 접두사가 연속으로 명명되는 경우 먼저 기재된 순서대로 치환기가 나열되는 것을 의미한다. 예를 들어, 아릴알콕시기의 경우 아릴기로 치환된 알콕시기를 의미하며, 알콕실카르보닐기의 경우 알콕실기로 치환된 카르보닐기를 의미하며, 또한 아릴카르보닐알켄일기의 경우 아릴카르보닐기로 치환된 알켄일기를 의미하며 여기서 아릴카르보닐기는 아릴기로 치환된 카르보닐기이다.
본 발명에 사용된 용어 "헤테로고리기"는 다른 설명이 없는 한 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 2 내지 60의 탄소수를 가지며, 단일 고리 및 다중 고리 중 적어도 하나를 포함하며, 헤테로지방족 고리 및 헤테로방향족 고리를 포함한다. 이웃한 작용기가 결합하여 형성될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "헤테로원자"는 다른 설명이 없는 한 N, O, S, P 또는 Si를 나타낸다.
또한 "헤테로고리기"는 고리를 형성하는 탄소 대신 SO2를 포함하는 고리도 포함할 수 있다. 예컨대, "헤테로고리기"는 다음 화합물을 포함한다.
본 발명에 사용된 용어 "플루오렌일기" 또는 "플루오렌일렌기"는 다른 설명이 없는 한 각각 하기 구조에서 R, R' 및 R"이 모두 수소인 1가 또는 2가 작용기를 의미하며, "치환된 플루오렌일기" 또는 "치환된 플루오렌일렌기"는 치환기 R, R', R" 중 적어도 하나가 수소 이외의 치환기인 것을 의미하며, R과 R'이 서로 결합되어 이들이 결합된 탄소와 함께 스파이로 화합물을 형성한 경우를 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "스파이로 화합물"은 '스파이로 연결(spiro union)'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.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "지방족"은 탄소수 1 내지 60의 지방족 탄화수소를 의미하며, "지방족고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족 탄화수소 고리를 의미한다.
다른 설명이 없는 한, 본 발명에 사용된 용어 "고리"는 탄소수 3 내지 60의 지방족고리 또는 탄소수 6 내지 60의 방향족고리 또는 탄소수 2 내지 60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화고리를 포함한다.
전술한 헤테로화합물 이외의 그 밖의 다른 헤테로화합물 또는 헤테로라디칼은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용된 용어 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알콕실기, C1~C20의 알킬아민기, C1~C20의 알킬티오펜기, C6~C20의 아릴티오펜기, C2~C20의 알켄일기, C2~C20의 알킨일기, C3~C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기, 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기, C8~C20의 아릴알켄일기, 실란기, 붕소기, 게르마늄기, 및 C2~C20의 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환됨을 의미하며, 이들 치환기에 제한되는 것은 아니다.
또한 명시적인 설명이 없는 한, 본 발명에서 사용되는 화학식은 하기 화학식의 지수 정의에 의한 치환기 정의와 동일하게 적용된다.
여기서, a가 0의 정수인 경우 치환기 R1은 부존재하며, a가 1의 정수인 경우 하나의 치환기 R1은 벤젠 고리를 형성하는 탄소 중 어느 하나의 탄소에 결합하며, a가 2 또는 3의 정수인 경우 각각 다음과 같이 결합하며 이때 R1은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, a가 4 내지 6의 정수인 경우 이와 유사한 방식으로 벤젠 고리의 탄소에 결합하며, 한편 벤젠 고리를 형성하는 탄소에 결합된 수소의 표시는 생략한다.
이하, 본 발명의 화합물이 포함된 유기전기소자의 적층구조에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전기소자(300)는 제 1전극(110)과 제 2전극(170) 사이에 다층으로 이루어진 유기물층의 스택(ST1, ST2)이 두 세트 이상 형성될 수 있고 유기물층의 스택 사이에 전하생성층(CGL)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에 일 실시예에 따른 유기전기소자는 제 1전극(110), 제 1스택(ST1), 전하생성층(CGL: Charge Generation Layer), 제 2스택(ST2), 제 2전극(170) 및 광효율 개선층(180)을 포함할 수 있다.
제 1스택(ST1)은 제 1전극(110) 상에 형성된 유기물층으로, 이는 제 1정공주입층(320), 제 1정공수송층(330), 제 1발광층(340) 및 제 1전자수송층(350)을 포함할 수 있고, 제 2스택(ST2)은 제 2정공주입층(420), 제 2정공수송층(430), 제 2발광층(440) 및 제 2전자수송층(450)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 제 2스택(ST2)의 제 2정공주입층(420)은 생략될 수 있다. 이와 같이 제 1스택과 제 2스택은 동일한 적층 구조를 갖는 유기물층일 수도 있지만 서로 다른 적층 구조의 유기물층일 수도 있다.
제 1스택(ST1)과 제 2스택(ST2) 사이에는 전하생성층(CGL)이 형성될 수 있다. 전하생성층(CGL)은 제 1 스택(ST1)의 제 1전자수송층(350)에 인접한 n-형 전하생성층(360)과 제 2스택(ST2)의 제 2정공주입층(420)에 인접한 p-형 전하생성층(361)을 포함할 수 있다. 이러한 전하생성층(CGL)은 제 1발광층(340)과 제 2발광층(440) 사이에 형성되어 각각의 발광층에서 발생하는 전류 효율을 증가시키고, 전하를 원활하게 분배하는 역할을 한다. 전면발광(top emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 형성됨으로써 제 2전극(170)에서의 SPPs (surface plasmon polaritons)에 의한 광학 에너지 손실을 줄일 수 있고, 배면발광(bottom emission) 유기발광소자의 경우, 광효율 개선층(180)이 제 2전극(170)에 대한 완충 역할을 수행할 수 있다.
도 1과 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. 도 1에 도시되지는 않았으나, 각 스택의 정공수송층과 발광층 사이에는 버퍼층, 발광보조층이 더 형성될 수도 있으며, 발광층과 전자수송층 사이에는 전자수송보조층이 더 형성될 수도 있다.
도 1은 2개의 스택이 존재하는 텐덤소자에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 유기전기소자는 스택이 2개 이상인 템덤소자(예컨데, 3개의 스택이 존재하는 텐덤소자, 4개의 스택이 존재하는 텐덤소자)일 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물은 전하생성층(CGL)으로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 화합물은 p-형 전하생성층으로, 화학식 2로 표시되는 화합물은 n-형 전하생성층으로 사용될 수 있다.
동일유사한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합에 대한 연구가 필요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 준위 및 T1 값, 물질의 고유특성(이동도, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
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 제 1정공주입층(320), 제 1정공수송층(330), 제 1발광층(340) 및 제 1전자수송층(350)을 순차적으로 포함하는 제 1스택(ST1)을 형성한 후, 그 위에 2개의 스택을 연결하기 위한 n형-전하생성층(360) 및 p-형 전하생성층(361)을 순차적으로 포함하는 전하생성층(CGL)을 형성하고, 그 위에 제 2정공주입층(420), 제 2정공수송층(430), 제 2발광층(440) 및 제 2전자수송층(450)을 순차적으로 포함하는 제 2스택(ST2)을 형성한 후, 그 위에 전자주입층을 형성하고, 그 위에 음극(170)으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 각 스택의 정공수송층과 발광층 사이에는 버퍼층(미도시), 발광보조층(미도시)이 더 형성될 수도 있으며, 발광층과 전자수송층 사이에는 전자수송보조층(미도시)이 더 형성될 수도 있고, 상술한 바와 같이 둘 이상의 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.
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 전자 장치를 포함할 수 있다. 이때, 전자 장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자 장치를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 유기전기소자에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층;을 포함하며, 상기 유기층은 제1 스택 및 제2 스택을 포함하고, 상기 제1 스택 및 제2 스택 사이에는 전하생성영역이 더 포함되며, 상기 전하생성영역은 n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층을 포함하고, 상기 n-형 전하생성층은 상기 제1 전극 쪽을 향하며, 상기 p-형 전하생성층은 제2 전극 쪽을 향하도록 적층되고, 상기 p-형 전하생성층은 하기 화학식 P-1 내지 P-16으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택되는 화합물을 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 제2 스택은 정공수송영역, 발광층, 전자수송영역을 순차적으로 포함하고, 상기 정공수송영역은 적어도 하나의 정공수송층을 포함하며, 상기 정공수송층은 상기 화학식 P-1 내지 P-16으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 정공수송층 상에 발광보조층을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
상기 p-형 전하생성층은 하기 화학식 3으로 도핑될 수 있다.
화학식 3
상기 화학식 3에서, 각 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.
1) Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; 니트릴기; 니트로기; -SO2R; -SOR; -SO2NR2; -SO3R; 트리플루오로메틸기; -COOR; -CONHR; -CONRR'; -NRR'; C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며,
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 알콕실기인 경우, 바람직하게는 C1~C24의 알콕실기일 수 있다.
상기 Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5 및 Rp6이 아릴옥시기인 경우, 바람직하게는 C6~C24의 아릴옥시기일 수 있다.
2) R 및 R'은 서로 독립적으로 C6~C60의 아릴기; 플루오렌일기; O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; 및 C2~C20의 알킨일기;로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 R 및 R'이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 R 및 R'이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 R 및 R'이 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
상기 R 및 R'이 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 3은 바람직하게 하기 화합물 E-1 내지 E-5 중 어느 하나일 수 있다.
다른 예시에서, 상기 p-형 전하생성층은 하기 화합물 E-6 내지 E-26 중 어느하나로 도핑될 수 있다.
상기 p-형 전하생성층은 상기 화합물 E-1 내지 E-18 중 어느 하나로 0.1 w% 내지 50 w%로 도핑될 수 있으며, 바람직하게는 3 w% 내지 15 w%로 도핑될 수 있고, 더 바람직하게는 5 w% 내지 10 w%로 도핑될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 n-형 전하생성층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
화학식 2
상기 화학식 2에서, 각 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.
1) R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17은 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; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며,
단, R15, R16 및 R17 중 적어도 하나는 a*와 결합하여 단일결합을 형성하고,
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 지방족고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리기일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 융합고리기인 경우, 바람직하게는 C3~C30의 지방족고리와 C6~C30의 방향족고리의 융합고리기, 더욱 바람직하게는 C3~C24의 지방족고리와 C6~C24의 방향족고리의 융합고리기일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 알킬기인 경우, 바람직하게는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C1~C24의 알킬기일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 알콕실기인 경우, 바람직하게는 C1~C24의 알콕실기일 수 있다.
상기 R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17이 아릴옥시기인 경우, 바람직하게는 C6~C24의 아릴옥시기일 수 있다.
2) L은 C6~C60의 아릴렌기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이며,
상기 L이 아릴렌기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴렌기, 더 바람직하게는 C6~C20의 아릴렌기, 예컨대 페닐렌, 바이페닐렌, 나프틸렌, 터페닐렌, 안트라세닐렌 등일 수 있다.
상기 L이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더 바람직하게는 C2~C20의 헤테로고리기, 예컨대 피리딘, 피리미딘, 퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 나프토벤조싸이오펜, 나프토벤조퓨란, 벤조퓨란, 벤조싸이오펜 등일 수 있다.
3) Ar10은 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
상기 Ar10이 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 Ar10이 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 지방족고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; 중수소로 치환된 C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C20의 지방족고리기; C3~C20의 중수소로 치환된 지방족고리기; C2~C20의 헤테로고리기; 중수소로 치환된 C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 L은 하기 화학식 L-1 내지 화학식 L-16 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.
[화학식 L-1] [화학식 L-2] [화학식 L-3] [화학식 L-4]
[화학식 L-5] [화학식 L-6] [화학식 L-7] [화학식 L-8]
[화학식 L-9] [화학식 L-10]
[화학식 L-11] [화학식 L-12] [화학식 L-13]
[화학식 L-14] [화학식 L-15] [화학식 L-16]
상기 화학식 Ar-1 내지 화학식 Ar-16에서, 각 기호는 하기와 같이 정의될 수 있다.
1) W는 O, S, C(R26)(R27) 또는 N(Ar12)이며,
2) R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 상기 R10의 정의와 동일하고, 또는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
3) Ar12는 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
상기 Ar12가 아릴기인 경우, 바람직하게는 C6~C30의 아릴기, 더욱 바람직하게는 C6~C25의 아릴기, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프탈렌 등일 수 있다.
상기 Ar12가 헤테로고리기인 경우, 바람직하게는 C2~C30의 헤테로고리기, 더욱 바람직하게는 C2~C24의 헤테로고리기일 수 있으며, 예시적으로 피라진, 싸이오펜, 피리딘, 피리미도인돌, 5-페닐-5H-피리미도[5,4-b]인돌, 퀴나졸린, 벤조퀴나졸린, 카바졸, 다이벤조퀴나졸린, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜, 벤조싸이에노피리미딘, 벤조퓨로피리미딘, 페노싸이아진, 페닐페노싸이아진 등일 수 있다.
4) o, r, t, u, v 및 w는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, p는 0 내지 6의 정수이고, s는 0 내지 2의 정수이고,
5) *는 결합하는 위치를 나타낸다.
상기 L은 하기 화학식 L-17 내지 화학식 L-21 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 L-17] [화학식 L-18] [화학식 L-19] [화학식 L-20]
[화학식 L-21]
{상기 화학식 L-17 내지 화학식 L-21에서, R19, p 및 *는 상기에서 정의된 바와 동일하다.}
또한, 본 발명은 상기 Ar10은 하기 화학식 Ar-1 내지 화학식 Ar-15 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.
[화학식 Ar-1] [화학식 Ar-2] [화학식 Ar-3] [화학식 Ar-4]
[화학식 Ar-5] [화학식 Ar-6] [화학식 Ar-7] [화학식 Ar-8]
[화학식 Ar-9] [화학식 Ar-10] [화학식 Ar-11] [화학식 Ar-12]
[화학식 Ar-13] [화학식 Ar-14] [화학식 Ar-15]
{상기 화학식 Ar-1 내지 화학식 Ar-15에서,
1) Ra1, Ra2, Ra3, Ra4, Ra5, Ra6, Ra7, Ra8, Ra9, Ra10, Ra11, Ra12, Ra13, Ra14, Ra15, Ra16 및 Ra17은 상기 R10의 정의와 동일하며, 또는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
2) aa, al, am, ap 및 aq는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, ab 및 ao는 서로 독립적으로 0 내지 7의 정수이고, ac 및 ad는 서로 독립적으로 0 내지 9의 정수이며, ae, ai, 및 aj는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, af, ag 및 ah는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, ak는 0 내지 2의 정수이고, an은 0 내지 8의 정수이며,
3) 는 결합되는 위치를 의미한다.}
구체적으로, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화합물 N-1 내지 N-92 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 n-형 전하생성층은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 이테르븀(Yb), 구리(Cu), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 금(Au), 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 및 리튬산화물(LiOx)로 이루어진 군에서 선택되는 금속, 금속 불화물 또는 금속 산화물로 도핑될 수 있으며, 상기 금속, 금속 불화물 또는 금속 산화물은 0.1 w% 내지 10 w%로 도핑될 수 있고, 바람직하게는 0.5 w% 내지 5 w%로 도핑될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전기소자는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 일면 중, 상기 유기층과 반대되는 적어도 일면에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기전기소자를 포함하는 디스플레이 장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치를 제공한다. 이때 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자(OLED), 유기태양전지, 유기감광체(OPC), 유기트랜지스터(유기 TFT), 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 전자 장치는 현재 또는 장래의 유무선 통신단말기일 수 있으며, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기, PDA, 전자사전, PMP, 리모콘, 네비게이션, 게임기, 각종 TV, 각종 컴퓨터 등 모든 전자 장치를 포함한다.
또한, 다른 측면에서 본 발명은 하기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다.
또한, 다른 측면에서 본 발명은 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 제공한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기전기소자(100)는 제 1전극(110), 제 2전극(170) 및 제 1전극(110)과 제 2전극(170) 사이에 상기 화학식 1로 표시되는 단독화합물 또는 2종 이상의 화합물을 포함하는 유기물층을 구비한다. 이때, 제 1전극(110)은 애노드 또는 양극이고, 제 2전극(170)은 캐소드 또는 음극일 수 있으며, 인버트형의 경우에는 제 1전극이 캐소드이고 제 2전극이 애노드일 수 있다.
유기물층은 제 1전극(110) 상에 순차적으로 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150) 및 전자주입층(160)을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(140)을 제외한 나머지 층들이 형성되지 않을 수 있다. 정공저지층, 전자저지층, 발광보조층(220), 버퍼층(210) 등을 더 포함할 수도 있고, 전자수송층(150) 등이 정공저지층의 역할을 할 수도 있을 것이다. (도 3 참조)
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전기소자는 보호층 또는 광효율 개선층(180)을 더 포함할 수 있다. 이러한 광효율 개선층은 제 1전극의 양면 중 유기물층과 접하지 않는 면 또는 제 2전극의 양면 중 유기물층과 접하지 않는 면에 형성될 수 있다. 상기 유기물층에 적용되는 본 발명에 따른 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물은 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광보조층(220), 전자수송보조층, 전자수송층(150), 전자주입층(160), 발광층(140)의 호스트 또는 도펀트, 또는 광효율 개선층의 재료로 사용될 수 있을 것이다. 바람직하게는 예컨대, 본 발명의 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물은 정공수송층의 재료로 사용될 수 있다.
한편, 동일한 코어일지라도 어느 위치에 어느 치환기를 결합시키냐에 따라 밴드갭(band gap), 전기적 특성, 계면 특성 등이 달라질 수 있으므로, 코어의 선택 및 이에 결합된 서브(sub)-치환체의 조합도 아주 중요하며, 특히 각 유기물층 간의 에너지 level 및 T1 값, 물질의 고유특성(mobility, 계면특성 등) 등이 최적의 조합을 이루었을 때 긴 수명과 높은 효율을 동시에 달성할 수 있다.
또 다른 구체적인 예로서, 본 발명은 상기 유기물층에 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 동종 또는 이종의 화합물이 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자를 제공한다.
또한, 다른 측면에서 본 발명은 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 유기전기소자를 포함하는 디스플레이장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 다른 측면에서 본 발명은, 유기 발광 소자의 제조 공정에서 상기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 재료를 증착시키는 단계; 증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료의 불순물을 제거하는 단계; 제거된 상기 불순물을 회수하는 단계; 및 상기 회수된 불순물을 순도 99.9% 이상으로 정제하는 단계;를 포함하는 상기 화합물의 재사용 방법을 제공한다.
상기 증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료의 불순물을 제거하는 단계는 바람직하게 재결정용매 하에서 재결정하여 순도 98% 이상으로 수득하는 예비정제공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
상기 재결정용매는 바람직하게 극성치(polarity index: PI)가 5.5 내지 7.2인 극성 용매일 수 있다.
상기 재결정용매는 바람직하게 극성치가 5.5 내지 7.2인 극성 용매와 극성치가 2.0 내지 4.7인 비극성 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 재결정용매는, 극성 용매와 비극성 용매를 혼합하여 사용하는 경우, 비극성 용매가 극성 용매 대비, 15%(v/v) 이하의 비율로 사용될 수 있다.
상기 재결정용매는 바람직하게 메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone; NMP) 단일용매; 또는 상기 메틸피롤리돈에, 디메틸 이미다졸리디논(1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone), 2-피롤리돈(2-Pyrrolidone), 디메틸포름아마이드(N,N-Dimethyl formamide), 디메틸아세트아마이드(Dimethyl acetamide) 및 디메틸술폭시드(Dimethyl sulfoxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 혼합된 혼합 극성 용매; 또는 톨루엔(Toluene), 디클로로메탄(Dichloromethane; DCM), 디클로로에탄(Dichloroethane; DCE), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran; THF), 클로로포름(Chloroform), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 및 부탄온(Butanone)으로 이루어진 군에서 선택되는 단독; 또는 혼합 비극성 용매; 또는 극성 용매와 비극성 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 예비정제공정은 90℃ 내지 120℃의 극성 용매에 증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료를 용해시킨 후 0℃ 내지 5℃까지 냉각하여 결정을 석출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예비정제공정은 90℃ 내지 120℃의 극성 용매에 증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료를 용해시킨 후 35℃ 내지 40℃까지 냉각하여 비극성 용매를 추가한 뒤 0℃ 내지 5℃까지 냉각하여 결정을 석출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예비정제공정은 비극성 용매에 증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료를 용해시킨 후 용매를 농축하며 비극성 용매를 제거하면서 결정을 석출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예비정제공정은 극성 용매로 먼저 재결정한 후, 비극성 용매로 다시 재결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 회수된 불순물을 순도 99.9% 이상으로 정제하는 단계는 흡착제에 흡착시켜 불순물을 흡착 제거하는 흡착분리공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
상기 흡착제는 활성탄, 실리카겔, 알루미나 또는 공지된 흡착 용도의 물질일 수 있다.
상기 회수된 불순물을 순도 99.9% 이상으로 정제하는 단계는 승화정제를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
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 1] 화학식 P-1 내지 P-16으로 표시되는 화합물의 합성
1. P-1 합성예
Figure 112023002997444-pat00061
1) Sub 1A의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A-1 (50.0 g, 115.8 mmol)를 넣고 THF (579 ml)에 녹인 후, Sub 1A-2 (14.1 g, 115.8 mmol), Pd(PPh3)4 (8.0 g, 7.0 mmol), NaOH (13.9 g, 347.4 mmol), 물 (290 ml)을 첨가하고 80℃에서 반응을 진행한다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 42.0 g을 얻었다. (수율 : 84.6%)
2) P-1의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (42.0 g, 97.93 mmol)을 toluene (490 mL)으로 녹인 후에, Sub 1B-1 (27.9 g, 97.9 mmol), Pd2(dba)3 (2.7 g, 2.9 mmol), P(t-Bu)3 (1.2 g, 5.8 mmol), NaOt-Bu (18.8 g, 195.8 mmol)을 넣고 120℃에서 교반하였다. 반응이 완료되면 CH2Cl2와 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 화합물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물을 52.6 g 얻었다. (수율 : 79.2%)
2. P-2 합성예
Figure 112023002997444-pat00062
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-2 (39.1 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 63.3 g을 얻었다. (수율 : 74.6%)
3. P-3 합성예
Figure 112023002997444-pat00063
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-3 (39.1 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 62.1 g을 얻었다. (수율 : 73.2%)
4. P-4 합성예
Figure 112023002997444-pat00064
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-4 (44.9 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 65.4 g을 얻었다. (수율 : 72.1%)
5. P-5 합성예
Figure 112023002997444-pat00065
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-5 (44.9 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 65.1 g을 얻었다. (수율 : 71.8%)
6. P-6 합성예
Figure 112023002997444-pat00066
1) Sub 1B-6의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-6-1 (100.0 g, 477.8 mmol)와 Sub 1B-6-2 (101.6 g, 477.8 mmol), Pd2(dba)3 (13.1 g, 14.3 mmol), P(t-Bu)3 (5.8 g, 28.7 mmol), NaOt-Bu (91.8 g, 955.6 mmol), toluene (2389 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 135.4 g을 얻었다. (수율 : 73.5%)
2) P-6의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-6 (44.9 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 64.7 g을 얻었다. (수율 : 71.3%)
7. P-7 합성예
Figure 112023002997444-pat00067
1) Sub 1B-7의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-6-1 (100.0 g, 477.8 mmol)와 Sub 1B-7-2 (101.6 g, 477.8 mmol), Pd2(dba)3 (13.1 g, 14.3 mmol), P(t-Bu)3 (5.8 g, 28.7 mmol), NaOt-Bu (91.8 g, 955.6 mmol), toluene (2389 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 133.2 g을 얻었다. (수율 : 72.3%)
2) P-7의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-7 (44.9 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 64.9 g을 얻었다. (수율 : 71.6%)
8. P-8 합성예
Figure 112023002997444-pat00068
1) Sub 1B-8의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-6-1 (100.0 g, 477.8 mmol)와 Sub 1B-8-2 (101.6 g, 477.8 mmol), Pd2(dba)3 (13.1 g, 14.3 mmol), P(t-Bu)3 (5.8 g, 28.7 mmol), NaOt-Bu (91.8 g, 955.6 mmol), toluene (2389 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 130.2 g을 얻었다. (수율 : 70.7%)
2) P-8의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-8 (44.9 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 63.0 g을 얻었다. (수율 : 69.5%)
9. P-9 합성예
Figure 112023002997444-pat00069
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-9 (47.7 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 69.4 g을 얻었다. (수율 : 74.2%)
10. P-10 합성예
Figure 112023002997444-pat00070
1) Sub 1B-10의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-10-1 (100.0 g, 298.3 mmol)와 Sub 1B-10-2 (42.7 g, 298.3 mmol), Pd2(dba)3 (8.2 g, 9.0 mmol), P(t-Bu)3 (3.6 g, 17.9 mmol), NaOt-Bu (57.3 g, 596.6 mmol), toluene (1491 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 85.6 g을 얻었다. (수율 : 72.2%)
2) P-10의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-10 (46.3 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 69.2 g을 얻었다. (수율 : 75.1%)
11. P-11 합성예
Figure 112023002997444-pat00071
1) Sub 1B-11의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (100.0 g, 233.1 mmol)와 Sub 1B-10-2 (33.4 g, 233.1 mmol), Pd2(dba)3 (6.4 g, 7.0 mmol), P(t-Bu)3 (2.8 g, 14.0 mmol), NaOt-Bu (44.8 g, 466.2 mmol), toluene (1166 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 87.2 g을 얻었다. (수율 : 69.8%)
2) P-11의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-11 (62.4 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 79.3 g을 얻었다. (수율 : 73.3%)
12. P-12 합성예
Figure 112023002997444-pat00072
1) Sub 1B-12의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-12-1 (100.0 g, 283.4 mmol)와 Sub 1B-12-2 (54.8 g, 283.4 mmol), Pd2(dba)3 (7.8 g, 8.5 mmol), P(t-Bu)3 (3.4 g, 17.0 mmol), NaOt-Bu (54.5 g, 566.8 mmol), toluene (1417 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 99.1 g을 얻었다. (수율 : 68.6%)
2) P-12의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-12 (59.4 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 75.4 g을 얻었다. (수율 : 71.7%)
13. P-13 합성예
Figure 112023002997444-pat00073
1) Sub 1B-13의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-12-1 (100.0 g, 283.4 mmol)와 Sub 1B-10-2 (40.6 g, 283.4 mmol), Pd2(dba)3 (7.8 g, 8.5 mmol), P(t-Bu)3 (3.4 g, 17.0 mmol), NaOt-Bu (54.5 g, 566.8 mmol), toluene (1417 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 90.4 g을 얻었다. (수율 : 69.4%)
2) P-13의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-13 (53.6 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 71.6 g을 얻었다. (수율 : 72.1%)
14. P-14 합성예
Figure 112023002997444-pat00074
1) Sub 1B-14의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-12-1 (100.0 g, 283.4 mmol)와 Sub 1B-14-2 (40.6 g, 283.4 mmol), Pd2(dba)3 (7.8 g, 8.5 mmol), P(t-Bu)3 (3.4 g, 17.0 mmol), NaOt-Bu (54.5 g, 566.8 mmol), toluene (1417 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 91.0 g을 얻었다. (수율 : 69.9%)
2) P-14의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-14 (53.6 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 71.9 g을 얻었다. (수율 : 72.4%)
15. P-15 합성예
Figure 112023002997444-pat00075
1) Sub 1B-15의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-12-1 (100.0 g, 283.4 mmol)와 Sub 1B-15-2 (54.8 g, 283.4 mmol), Pd2(dba)3 (7.8 g, 8.5 mmol), P(t-Bu)3 (3.4 g, 17.0 mmol), NaOt-Bu (54.5 g, 566.8 mmol), toluene (1417 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 97.6 g을 얻었다. (수율 : 67.6%)
2) P-15의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-15 (59.4 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 74.6 g을 얻었다. (수율 : 70.9%)
16. P-16 합성예
Figure 112023002997444-pat00076
1) Sub 1B-16의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1B-12-1 (100.0 g, 283.4 mmol)와 Sub 1B-16-2 (54.8 g, 283.4 mmol), Pd2(dba)3 (7.8 g, 8.5 mmol), P(t-Bu)3 (3.4 g, 17.0 mmol), NaOt-Bu (54.5 g, 566.8 mmol), toluene (1417 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 96.5 g을 얻었다. (수율 : 66.8%)
2) P-16의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 1A (50.0 g, 116.6 mmol)와 Sub 1B-16 (59.4 g, 116.6 mmol), Pd2(dba)3 (3.2 g, 3.5 mmol), P(t-Bu)3 (1.4 g, 7.0 mmol), NaOt-Bu (22.4 g, 233.1 mmol), toluene (583 mL)을 상기 P-1과 동일한 방법으로 실험하여 생성물 72.9 g을 얻었다. (수율 : 69.3%)
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 P-1 내지 P-16의 FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) 값은 하기 표 1과 같다.
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
P-1 m/z=677.31(C52H39N=677.89) P-2 m/z=727.32(C56H41N=727.95)
P-3 m/z=727.32(C56H41N=727.95) P-4 m/z=777.34(C60H43N=778.01)
P-5 m/z=777.34(C60H43N=778.01) P-6 m/z=777.34(C60H43N=778.01)
P-7 m/z=777.34(C60H43N=778.01) P-8 m/z=777.34(C60H43N=778.01)
P-9 m/z=801.34(C62H43N=802.03) P-10 m/z=789.34(C61H43N=790.02)
P-11 m/z=927.39(C72H49N=928.19) P-12 m/z=901.37(C70H47N=902.15)
P-13 m/z=851.36(C66H45N=852.09) P-14 m/z=851.36(C66H45N=852.09)
P-15 m/z=901.37(C70H47N=902.15) P-16 m/z=901.37(C70H47N=902.15)
[합성예 2] 화학식 2로 표시되는 화합물
1. N-7 합성예
Figure 112023002997444-pat00077
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-7 (50.0 g, 193.0 mmol)을 넣고 THF (965 ml)에 녹인 후, Sub 2B-7 (72.2 g, 193.0 mmol), Pd(PPh3)4 (13.4 g, 11.6 mmol), NaOH (23.2 g, 578.9 mmol), 물 (482 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A-2와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 82.0 g 얻었다. (수율 : 83.5%)
2. N-18 합성예
Figure 112023002997444-pat00078
1) Sub 2A-18-3의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-18-1 (50.0 g, 227.0 mmol) 및 Sub 2A-18-2 (43.6 g, 227.0 mmol)를 넣고 1N HCl에 충분히 녹인 후, 120℃에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면 상온으로 식힌 뒤 Toluene과 물로 추출한 후 MgSO4로 건조하고 농축한다. 상기와 같은 방법으로 반응을 2회 더 반복한 뒤 얻어지는 물질을 Diphenyl Ether (50 ml)이 담긴 플라스크에 옮긴 후 260℃까지 가열하여 충분히 녹인 후, Diphenyl Ether (100 ml)가 든 반응기에 천천히 적가하였다. 30분 후 상온으로 식힌 뒤 Hexane과 Brine으로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 42.7 g을 얻었다. (수율 : 54.0%)
2) Sub 2A-18의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-18-3 (50.0 g, 115.8 mmol)을 넣고 POCl3 (500 ml)을 천천히 넣은 후 4시간 동안 환류하였다. 반응이 완료되면 상온으로 식힌 뒤 포화 NH4OH을 첨가하여 반응용액을 중화시켰다. 이후 Dichloromatane과 물로 추출한 후 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축한 후 생성된 유기물을 silicagel column 및 재결정하여 생성물 38.3 g을 얻었다. (수율 : 85.1%)
3) N-18의 합성
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-18 (38.3 g, 104.4 mmol)을 넣고 THF (522 ml)에 녹인 후, Sub 2B-18 (47.2 g, 104.4 mmol), Pd(PPh3)4 (7.2 g, 6.3 mmol), NaOH (12.5 g, 313.2 mmol), 물 (261 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 63.0 g 얻었다. (수율 : 81.7%)
3. N-24 합성예
Figure 112023002997444-pat00079
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-24 (30.0 g, 115.8 mmol)을 넣고 THF (579 ml)에 녹인 후, Sub 2B-24 (41.0 g, 115.8 mmol), Pd(PPh3)4 (8.0 g, 7.0 mmol), NaOH (13.9 g, 347.3 mmol), 물 (289 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 45.6 g 얻었다. (수율 : 80.6%)
4. N-35 합성예
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-35 (30.0 g, 103.2 mmol)을 넣고 THF (516 ml)에 녹인 후, Sub 2B-35 (44.3 g, 103.2 mmol), Pd(PPh3)4 (7.2 g, 6.2 mmol), NaOH (12.4 g, 309.5 mmol), 물 (258 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 53.5 g 얻었다. (수율 : 81.1%)
5. N-38 합성예
Figure 112023002997444-pat00081
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-35 (30.0 g, 103.2 mmol)을 넣고 THF (516 ml)에 녹인 후, Sub 2B-38 (48.8 g, 103.2 mmol), Pd(PPh3)4 (7.2 g, 6.2 mmol), NaOH (12.4 g, 309.5 mmol), 물 (258 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 49.8 g 얻었다. (수율 : 82.3%)
6. N-46 합성예
Figure 112023002997444-pat00082
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-46 (30.0 g, 95.0 mmol)을 넣고 THF (475 ml)에 녹인 후, Sub 2B-46 (40.5 g, 95.0 mmol), Pd(PPh3)4 (6.6 g, 5.7 mmol), NaOH (11.4 g, 285.0 mmol), 물 (238 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 51.9 g 얻었다. (수율 : 82.6%)
7. N-57 합성예
Figure 112023002997444-pat00083
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-57 (30.0 g, 74.4 mmol)을 넣고 THF (372 ml)에 녹인 후, Sub 2B-57 (24.1 g, 74.4 mmol), Pd(PPh3)4 (5.2 g, 4.5 mmol), NaOH (8.9 g, 223.3 mmol), 물 (186 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 39.4 g 얻었다. (수율 : 81.8%)
8. N-92 합성예
Figure 112023002997444-pat00084
둥근바닥플라스크에 Sub 2A-92 (30.0 g, 67.7 mmol)을 넣고 THF (339 ml)에 녹인 후, Sub 2B-92 (27.2 g, 67.7 mmol), Pd(PPh3)4 (4.7 g, 4.1 mmol), NaOH (8.1 g, 203.2 mmol), 물 (169 ml)을 첨가하고 상기 Sub 1A와 동일한 방법으로 실험하여 생성물을 41.4 g 얻었다. (수율 : 79.9%)
상기와 같은 합성예에 따라 제조된 본 발명의 화합물 N-1 내지 N-92의 FD-MS (Field Desorption-Mass Spectrometry) 값은 하기 표 2와 같다.
화합물 FD-MS 화합물 FD-MS
N-1 m/z=458.18(C34H22N2=458.56) N-2 m/z=610.24(C46H30N2=610.76)
N-3 m/z=610.24(C46H30N2=610.76) N-4 m/z=411.17(C29H21N3=411.51)
N-5 m/z=486.18(C34H22N4=486.58) N-6 m/z=459.17(C33H21N3=459.55)
N-7 m/z=508.19(C38H24N2=508.62) N-8 m/z=432.16(C32H20N2=432.53)
N-9 m/z=482.18(C36H22N2=482.59) N-10 m/z=482.18(C36H22N2=482.59)
N-11 m/z=508.19(C38H24N2=508.62) N-12 m/z=584.23(C44H28N2=584.72)
N-13 m/z=634.24(C48H30N2=634.78) N-14 m/z=565.25(C41H31N3=565.72)
N-15 m/z=542.18(C38H26N2S=542.70) N-16 m/z=482.18(C36H22N2=482.59)
N-17 m/z=434.15(C30H18N4=434.50) N-18 m/z=738.28(C54H34N4=738.89)
N-19 m/z=492.23(C34H28N4=492.63) N-20 m/z=562.22(C40H26N4=562.68)
N-21 m/z=659.33(C48H41N3=659.88) N-22 m/z=792.35(C60H44N2=793.03)
N-23 m/z=574.20(C42H26N2O=574.68) N-24 m/z=488.13(C34H20N2S=488.61)
N-25 m/z=768.30(C54H36N6=768.92) N-26 m/z=562.22(C40H26N4=562.68)
N-27 m/z=639.24(C45H29N5=639.76) N-28 m/z=536.20(C38H24N4=536.64)
N-29 m/z=802.33(C61H42N2=803.02) N-30 m/z=662.25(C48H30N4=662.80)
N-31 m/z=648.26(C49H32N2=648.81) N-32 m/z=546.30(C40H38N2=546.76)
N-33 m/z=601.35(C43H43N3=601.84) N-34 m/z=536.17(C36H20N6=536.60)
N-35 m/z=639.24(C45H29N5=639.76) N-36 m/z=668.29(C48H36N4=668.84)
N-37 m/z=586.22(C42H26N4=586.70) N-38 m/z=586.22(C42H26N4=586.70)
N-39 m/z=586.22(C42H26N4=586.70) N-40 m/z=490.22(C34H26N4=490.61)
N-41 m/z=664.24(C46H28N6=664.77) N-42 m/z=664.24(C46H28N6=664.77)
N-43 m/z=662.25(C48H30N4=662.80) N-44 m/z=702.37(C50H46N4=702.95)
N-45 m/z=596.28(C42H16D10N4=596.76) N-46 m/z=661.20(C45H23N7=661.73)
N-47 m/z=512.18(C33H22F2N4=512.56) N-48 m/z=648.30(C44H36N6=648.81)
N-49 m/z=586.22(C42H26N4=586.70) N-50 m/z=771.34(C55H41N5=771.97)
N-51 m/z=737.28(C55H35N3=737.91) N-52 m/z=636.21(C44H24N6=636.72)
N-53 m/z=612.38(C42D26N4=612.86) N-54 m/z=940.33(C68H40N6=941.11)
N-55 m/z=688.24(C48H28N6=688.79) N-56 m/z=592.26(C42H32N4=592.75)
N-57 m/z=646.33(C48H42N2=646.88) N-58 m/z=534.21(C40H26N2=534.66)
N-59 m/z=661.25(C49H31N3=661.81) N-60 m/z=736.26(C54H32N4=736.88)
N-61 m/z=718.33(C54H42N2=718.94) N-62 m/z=711.27(C53H33N3=711.87)
N-63 m/z=743.25(C49H29N9=743.83) N-64 m/z=740.27(C52H32N6=740.87)
N-65 m/z=653.22(C45H27N5O=653.75) N-66 m/z=664.26(C48H32N4=664.81)
N-67 m/z=738.28(C54H34N4=738.89) N-68 m/z=890.34(C66H42N4=891.09)
N-69 m/z=614.25(C44H30N4=614.75) N-70 m/z=906.35(C65H42N6=907.09)
N-71 m/z=855.34(C62H41N5=856.04) N-72 m/z=564.21(C37H26F2N4=564.64)
N-73 m/z=740.27(C52H32N6=740.87) N-74 m/z=647.18(C44H23F2N3O=647.68)
N-75 m/z=616.23(C44H32N2Si=616.84) N-76 m/z=646.24(C49H30N2=646.79)
N-77 m/z=537.22(C39H27N3=537.67) N-78 m/z=570.19(C39H18D5N3S=570.72)
N-79 m/z=1011.41(C73H41D5N6=1012.24) N-80 m/z=789.26(C55H31N7=789.90)
N-81 m/z=816.30(C58H36N6=816.97) N-82 m/z=892.33(C64H40N6=893.07)
N-83 m/z=752.29(C55H36N4=752.92) N-84 m/z=740.27(C52H32N6=740.87)
N-85 m/z=832.30(C60H37FN4=832.98) N-86 m/z=712.29(C54H36N2=712.90)
N-87 m/z=888.35(C68H44N2=889.11) N-88 m/z=824.37(C60H28D10N4=825.05)
N-89 m/z=992.36(C72H44N6=993.19) N-90 m/z=840.30(C60H36N6=840.99)
N-91 m/z=794.29(C54H34N8=794.92) N-92 m/z=764.29(C56H36N4=764.93)
한편, 상기에서는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 본 발명의 예시적 합성예를 설명하였지만, 이들은 모두 Buchwald-Hartwig cross coupling 반응, Miyaura boration 반응, Suzuki cross-coupling 반응, Intramolecular acid-induced cyclization 반응 (J. mater. Chem. 1999, 9, 2095), Pd(II)-catalyzed oxidative cyclization 반응 (Org. Lett. 2011, 13, 5504) 및 PPh3-mediated reductive cyclization 반응 (J. Org. Chem. 2005, 70, 5014) 등에 기초한 것으로 구체적 합성예에 명시된 치환기 이외에 화학식 1 및 화학식 2에 정의된 다른 치환기가 결합되더라도 상기 반응이 진행된다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
유기전기소자의 제조평가
본 명세서에 따른 유기전기소자가 전면발광형이고, 제1 전극이 유기물층 및 제2 전극의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는, 제 1전극 재료로서 투명 물질뿐만 아니라 광반사율이 우수한 불투명 물질도 사용될 수 있다.
본 명세서에 따른 유기전기소자가 후면발광형이고, 제1 전극이 유기물층 및 제2 전극의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는, 제1 전극 재료로서 투명 물질이 사용되거나, 불투명 물질이 투명하게 될 정도로 박막으로 형성되어야 한다.
본 실시예는 전면발광형 텐덤유기전기소자를 제작하여 하기와 같은 실시예를 제시하나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 텐뎀유기전기소자는 복수의 스택이 전하생성층을 통해 연결되어 제조된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 텐덤유기전기소자는 2개의 스택 각각의 발광층, 전자수송층에 동일한 화합물을 사용하였으나, 이에 한정되지 않는다.
[실시예 1] 2개의 스택이 연결된 텐덤유기전기소자
2개의 스택이 연결된 텐덤유기전기소자는 제1 전극/정공수송영역/발광층/전자수송영역/전하생성영역/정공수송영역/발광층/전자수송영역/전자주입층/제2 전극의 구조로 제조하였다.
자세하게는, 유리 기판 상에 형성된 ITO층(제1 전극) 위에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하, 2-TNATA로 약기함)과 HATCN을 사용하되, 90:10 중량으로 HATCN을 도핑하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 N,N'-bis(1-naphthalenyl)-N,N'-bis-phenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (이하, NPB로 약기함)을 145 nm의 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 발광층의 호스트 재료로 4,4'-Bis(2,2-diphenylethenyl)-1,1'-biphenyl (이하, DPVBi로 약기함)를, 도판트 재료로 4,4′-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1′-biphenyl (이하, BCzVBi로 약기함)를 사용하되 95:5 중량으로 도판트를 도핑하여 115 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
다음으로, 상기 발광층 상에, Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium (이하, Alq3 로 약기함)을 90 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. (이하, 제1 스택)
다음으로 2개의 스택을 연결하기 위해 Bathophenanthroline (이하, Bphen으로 약기함)과 Li를 사용하되, 97:3 중량으로 Li를 도핑하여 50 nm 두께의 n-형 전하생성층을 형성하고, 상기 n-형 전하생성층 상에 본 발명의 화합물 P-1과 HATCN을 사용하되, 90:10 중량으로 HATCN을 도핑하여 65 nm 두께의 p-형 전하생성층을 형성하였다.
상기 p-형 전하생성층 상에 상기 제1 스택에서 형성한 것과 동일한 정공수송층, 발광층 및 전자수송층을 차례대로 형성하였다. (이하, 제 2스택)
이후, 전자주입층으로 Lithium fluoride (이하, LiF로 약기함)을 6 nm 두께로 진공증착한 뒤, 이어서 Ag:Mg를 150 nm 두께로 증착하여 제2 전극을 형성함으로서 텐덤유기전기소자를 제조하였다.
[실시예 2] 내지 [실시예 40]
n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층 물질로 하기 표 3에 기재된 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기소자를 제작하였다.
[비교예 1] 내지 [비교예 6]
n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층 물질로 하기 비교화합물 A 내지 비교화합물 C를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기소자를 제작하였다.
[비교화합물 A] [비교화합물 B] [비교화합물 C]
Figure 112023002997444-pat00085
[실시예 41] 내지 [실시예 56]
p-형 전하생성층 및 제2 스택의 정공수송층 물질로 하기 표 4에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전기소자를 제작하였다.
[비교예 7] 내지 [비교예 9]
제2 스택의 정공수송층 물질로 하기 표 4에 기재된 비교화합물 A 내지 비교화합물 C를 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 41과 동일한 방법으로 유기전기소자를 제작하였다.
이와 같이 제조된 실시예 및 비교예 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 1,500cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기 표 3 및 표 4는 소자제작 및 평가한 결과를 나타낸다.
전하생성영역 구동전압
(V)		 전류
(mA/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)		 T(95)
n-형
전하생성층		 p-형
전하생성층
비교예(1) BPhen 비교화합물 A 12.6 14.9 1500.0 10.1 60.2
비교예(2) BPhen 비교화합물 B 14.2 17.4 1500.0 8.6 42.8
비교예(3) BPhen 비교화합물 C 13.1 16.1 1500.0 9.3 57.9
비교예(4) N-35 비교화합물 A 11.9 13.8 1500.0 10.9 62.5
비교예(5) N-35 비교화합물 B 13.7 17.2 1500.0 8.7 44.3
비교예(6) N-35 비교화합물 C 12.5 15.0 1500.0 10.0 59.7
실시예(1) Bphen P-1 8.8 11.0 1500.0 13.6 77.6
실시예(2) N-35 P-1 7.8 9.5 1500.0 15.8 86.4
실시예(3) N-35 P-2 7.9 9.9 1500.0 15.1 82.5
실시예(4) N-35 P-3 7.9 9.9 1500.0 15.2 85.5
실시예(5) N-35 P-4 8.0 9.9 1500.0 15.2 85.7
실시예(6) N-35 P-5 8.1 9.6 1500.0 15.6 83.9
실시예(7) N-35 P-6 7.9 9.7 1500.0 15.5 82.1
실시예(8) N-35 P-7 7.9 9.7 1500.0 15.5 83.7
실시예(9) N-35 P-8 8.1 9.8 1500.0 15.3 83.3
실시예(10) N-35 P-9 8.2 10.1 1500.0 14.9 81.6
실시예(11) N-35 P-10 8.3 10.4 1500.0 14.4 81.2
실시예(12) N-35 P-11 8.3 10.3 1500.0 14.6 80.1
실시예(13) N-35 P-12 8.4 10.1 1500.0 14.8 82.0
실시예(14) N-35 P-13 8.3 10.1 1500.0 14.9 80.3
실시예(15) N-35 P-14 8.3 10.0 1500.0 15.0 81.9
실시예(16) N-35 P-15 8.3 10.1 1500.0 14.8 80.6
실시예(17) N-35 P-16 8.4 10.0 1500.0 15.0 81.4
실시예(18) N-37 P-1 7.5 9.2 1500.0 16.3 90.6
실시예(19) N-37 P-2 7.6 9.7 1500.0 15.4 87.8
실시예(20) N-37 P-3 7.6 9.7 1500.0 15.5 90.1
실시예(21) N-37 P-4 7.7 9.6 1500.0 15.7 88.9
실시예(22) N-37 P-5 7.8 9.7 1500.0 15.4 87.3
실시예(23) N-37 P-6 7.7 9.7 1500.0 15.5 89.3
실시예(24) N-37 P-7 7.7 9.4 1500.0 15.9 88.2
실시예(25) N-37 P-8 7.9 9.5 1500.0 15.8 88.3
실시예(26) N-37 P-9 8.0 9.8 1500.0 15.3 86.1
실시예(27) N-37 P-10 8.1 9.9 1500.0 15.1 85.9
실시예(28) N-37 P-11 8.1 9.9 1500.0 15.2 84.7
실시예(29) N-37 P-12 8.2 9.8 1500.0 15.3 85.5
실시예(30) N-37 P-13 8.1 9.9 1500.0 15.2 85.9
실시예(31) N-37 P-14 8.1 10.0 1500.0 15.0 85.1
실시예(32) N-37 P-15 8.1 9.9 1500.0 15.1 86.5
실시예(33) N-37 P-16 8.2 10.0 1500.0 15.0 86.0
실시예(34) N-59 P-1 8.0 10.0 1500.0 15.0 83.8
실시예(35) N-59 P-2 8.2 10.3 1500.0 14.6 82.9
실시예(36) N-59 P-6 8.3 10.2 1500.0 14.7 83.1
실시예(37) N-59 P-9 8.4 10.6 1500.0 14.2 81.4
실시예(38) N-59 P-11 8.5 10.6 1500.0 14.1 81.7
실시예(39) N-59 P-14 8.5 10.7 1500.0 14.0 81.3
실시예(40) N-59 P-15 8.6 10.6 1500.0 14.1 81.2
상기 표 3의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화학식 P-1 내지 화학식 P-16으로 표시되는 화합물을 p-형 전하생성층 물질로 사용하여 2 스택의 텐덤유기전기소자를 제작한 경우, 본 발명의 화합물과 기본골격이 유사한 비교화합물 A 내지 비교화합물 C를 사용한 비교예보다 유기전기소자의 구동전압, 효율 및 수명을 개선시킬 수 있다. p-형 전하생성층의 경우, p-형 전하생성층에서 제2 스택의 정공수송층으로의 정공 전달 역할 및 n-형 전하생성층으로 전자를 빠르게 이동시킬 수 있는 Charge separation 능력이 요구되는데 본 발명의 화합물의 Charge separation 능력이 비교화합물 A 내지 비교화합물 C보다 우수한 것으로 사료된다.
추가적으로 실시예 1 및 실시예 2를 비교하면 n-형 전하생성층에 형성되는 물질이 각각 Bphen과 화학식 2로 표시되는 화합물로 그 구조가 상이하며, 화학식 2로 표시되는 화합물을 n-형 전하생성층에 적용할 경우 소자의 성능이 개선됨을 확인할 수 있다. 이는 화학식 2로 표시되는 화합물을 n-형 전하생성층, 화학식 P-1 내지 화학식 P-16으로 표시되는 화합물을 p-형 전하생성층으로 사용할 경우 소자의 Charge balance가 극대화 되어 소자의 성능이 개선되는 것으로 사료된다.
p-형
전하생성층		 제2 스택
정공수송층		 구동전압
(v)		 전류
(mA/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)		 T(95)
비교예(7) P-1 비교화합물 A 11.4 13.4 1500.0 11.2 67.4
비교예(8) P-1 비교화합물 B 13.8 16.3 1500.0 9.2 44.6
비교예(9) P-1 비교화합물 C 12.5 13.8 1500.0 10.9 63.8
실시예(41) P-1 7.5 7.6 1500.0 19.7 117.8
실시예(42) P-2 7.6 8.8 1500.0 17.1 113.0
실시예(43) P-3 7.6 8.5 1500.0 17.7 115.4
실시예(44) P-4 7.7 8.8 1500.0 17.0 110.4
실시예(45) P-5 7.8 8.5 1500.0 17.7 115.5
실시예(46) P-6 7.6 8.4 1500.0 17.8 112.0
실시예(47) P-7 7.6 8.9 1500.0 16.9 113.0
실시예(48) P-8 7.8 8.9 1500.0 16.8 114.4
실시예(49) P-9 7.9 9.5 1500.0 15.8 105.0
실시예(50) P-10 7.9 10.2 1500.0 14.7 106.9
실시예(51) P-11 7.9 10.1 1500.0 14.8 109.6
실시예(52) P-12 8.0 10.1 1500.0 14.9 109.7
실시예(53) P-13 7.9 9.8 1500.0 15.3 106.0
실시예(54) P-14 7.9 9.6 1500.0 15.7 105.5
실시예(55) P-15 7.9 10.1 1500.0 14.9 108.3
실시예(56) P-16 8.0 10.3 1500.0 14.6 108.2
상기 표 4의 경우, p-형 전하생성층과 제2 스택의 정공수송층의 상호작용을 확인하기 위한 실험이다. 비교예 7 내지 비교예 9 및 본 발명의 실시예 41 내지 실시예 56에서 확인할 수 있듯이 p-형 전하생성층과 제2 스택의 정공수송층에 화학식 P-1 내지 화학식 P-16으로 표시되는 화합물을 포함하는 경우 소자의 Charge balace 가 극대화되어 소자의 성능이 개선된 것으로 보인다.
결과적으로, 화학식 P-1 내지 화학식 P-16으로 표시되는 본 발명의 화합물이 본 명세서에 기재하지 않은 다른 비교화합물들보다 소자 성능이 우수한 것을 것을 확인할 수 있다.
[실시예 57] 녹색유기전기발광소자 (정공수송층)
유리 기판에 형성된 ITO층(양극)위에 N1-(naphthalen-2-yl)-N4,N4-bis(4-(naphthalen-2-yl(phenyl)amino)phenyl)-N1-phenylbenzene-1,4-diamine (이하, 2-TNATA로 약기함)을 진공증착하여 60 nm 두께의 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 발명 화합물 P-1을 60 nm 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이어서, 상기 정공수송층 상에 발광층의 호스트 재료로 4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl (이하, CBP로 약기함)을, 도판트 재료로 Ir(ppy)3 [tris(2-phenylpyridine)-iridium]을 사용하되 90:10 중량으로 도펀트를 도핑하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다.
다음으로, 상기 발광층 상에 (1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum (이하, BAlq로 약기함)을 진공증착하여 10 nm 두께의 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 상에 bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (이하, BeBq2로 약기함)을 40 nm 두께로 진공증착하여 전자수송층을 형성하였다. 이후, 전자수송층 상에 LiF를 증착하여 0.2 nm 두께의 전자주입층을 형성하고, 이어서 Al을 증착하여 150 nm의 두께의 음극을 형성하였다.
[실시예 58] 내지 [실시예 72]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 하기 표 5에 기재된 본 발명의 화합물을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 57과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다
[비교예 10] 내지 [비교예 12]
정공수송층 물질로 본 발명의 화합물 P-1 대신 상기 비교화합물 A 내지 비교화합물 C를 사용한 점을 제외하고는, 상기 실시예 57과 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제작하였다.
본 발명의 실시예 57 내지 실시예 72, 비교예 10 내지 비교예 12에 의해 제조된 유기전기발광소자에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photoresearch)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과 5,000cd/m2 기준 휘도에서 맥사이언스사에서 제조된 수명 측정 장비를 통해 T95 수명을 측정하였다. 하기 표 5는 소자제작 및 평가한 결과를 나타낸다.
화합물 구동전압
(V)		 전류
(mA/cm2)		 휘도
(cd/m2)		 효율
(cd/A)		 T(95)
비교예(10) 비교화합물 A 5.7 22.4 5000.0 22.3 80.2
비교예(11) 비교화합물 B 6.4 26.0 5000.0 19.2 73.4
비교예(12) 비교화합물 C 5.9 23.5 5000.0 21.3 79.6
실시예(57) P-1 5.3 13.1 5000.0 38.2 107.5
실시예(58) P-2 5.4 13.6 5000.0 36.8 104.8
실시예(59) P-3 5.4 13.6 5000.0 36.9 104.8
실시예(60) P-4 5.5 13.5 5000.0 37.1 103.7
실시예(61) P-5 5.5 13.9 5000.0 35.9 103.6
실시예(62) P-6 5.5 13.3 5000.0 37.6 104.7
실시예(63) P-7 5.5 13.6 5000.0 36.8 104.4
실시예(64) P-8 5.5 13.9 5000.0 35.9 103.9
실시예(65) P-9 5.5 15.6 5000.0 32.1 102.7
실시예(66) P-10 5.5 14.3 5000.0 35.0 101.6
실시예(67) P-11 5.5 15.7 5000.0 31.9 101.4
실시예(68) P-12 5.6 15.4 5000.0 32.4 102.5
실시예(69) P-13 5.5 15.9 5000.0 31.4 101.5
실시예(70) P-14 5.5 14.2 5000.0 35.3 100.7
실시예(71) P-15 5.6 14.9 5000.0 33.6 101.3
실시예(72) P-16 5.6 15.3 5000.0 32.8 101.8
상기 표 5의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물 P-1 내지 화합물 P-16을 유기전기발광소자에서 정공수송층 재료로 사용하여 녹색유기전기발광소자를 제작한 경우, 비교화합물 A 내지 비교화합물 C를 사용한 경우에 비해 구동전압이 낮아지고 효율 및 수명이 현저하게 개선되었다.
결과적으로, 화학식 P-1 내지 P-16로 표시되는 본 발명의 화합물은　본 명세서에 기재하지 않은 다른 비교화합물들보다 현저한 효과가 나타나는　것을 알 수 있다.
이러한 결과는 분자 구성요소가 유사한 화합물일지라도 치환되는 치환기의 종류 및 치환위치에 따라 분자의 Hole 특성, 광효율 특성, 에너지 레벨, 정공 주입 및 이동도 특성, 정공과 전자의 Charge balance, 체적 밀도 및 분자간 거리 등과 같은 화합물의 특성이 예측하기 곤란할 만큼 현저하게 달라질 수 있으며, 또한 하나의 구성이 소자 전체의 결과에 영향을 주는 것이 아니라 복합적인 요인에 의해 소자의 성능이 달라질 수 있음을 시사하고 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 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 유기전기소자 110 : 제1 전극
120 : 정공주입층 130 : 정공수송층
140 : 발광층 150 : 전자수송층
160 : 전자주입층 170 : 제2 전극
180 : 광효율 개선층 210 : 버퍼층
220 : 발광보조층 320 : 제1 정공주입층
330 : 제1 정공수송층 340 : 제1 발광층
350 : 제1 전자수송층 360 : 제1 전하생성층
361 : 제2 전하생성층 420 : 제2 정공주입층
430 : 제2 정공수송층 440 : 제2 발광층
450 : 제2 전자수송층 CGL : 전하생성층
ST1 : 제1 스택 ST2 : 제2 스택

Claims (14)

  1. 제1 전극;
    제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층;을 포함하며,
    상기 유기층은 제1 스택 및 제2 스택을 포함하고,
    상기 제1 스택 및 제2 스택 사이에는 전하생성영역이 더 포함되며,
    상기 전하생성영역은 n-형 전하생성층 및 p-형 전하생성층을 포함하고,
    상기 n-형 전하생성층은 상기 제1 전극 쪽을 향하며, 상기 p-형 전하생성층은 제2 전극 쪽을 향하도록 적층되고,
    상기 p-형 전하생성층은 하기 화학식 P-1 내지 P-16으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    Figure 112023002997444-pat00086

    Figure 112023002997444-pat00087

    Figure 112023002997444-pat00088

    Figure 112023002997444-pat00089

  2. 제 1항에 있어서, 상기 제2 스택은 정공수송영역, 발광층, 전자수송영역을 순차적으로 포함하고, 상기 정공수송영역은 적어도 하나의 정공수송층을 포함하며, 상기 정공수송층은 제 1항의 화학식 P-1 내지 P-16으로 이루어진 군에서 어느 하나로 선택되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 정공수송층 상에 발광보조층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 n-형 전하생성층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    화학식 2

    {상기 화학식 2에서,
    1) R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16 및 R17은 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; C3~C60의 지방족고리와 C6~C60의 방향족고리의 융합고리기; C1~C50의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C1~C30의 알콕실기; 및 C6~C30의 아릴옥시기;로 이루어진 군에서 선택되며,
    단, R15, R16 및 R17 중 적어도 하나는 a* 고리와 결합하여 단일결합을 형성하고,
    2) L은 C6~C60의 아릴렌기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이며,
    3) Ar10은 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
    여기서, 상기 아릴기, 아릴렌기, 헤테로고리기, 플루오렌일기, 지방족고리기, 융합고리기, 알킬기, 알켄일기, 알킨일기, 알콕시기 및 아릴옥시기는 각각 중수소; 할로겐; 실란기; 실록산기; 붕소기; 게르마늄기; 시아노기; 니트로기; C1~C20의 알킬싸이오기; C1~C20의 알콕실기; C1~C20의 알킬기; 중수소로 치환된 C1~C20의 알킬기; C2~C20의 알켄일기; C2~C20의 알킨일기; C6~C20의 아릴기; 중수소로 치환된 C6~C20의 아릴기; 플루오렌일기; C3~C20의 지방족고리기; C3~C20의 중수소로 치환된 지방족고리기; C2~C20의 헤테로고리기; 중수소로 치환된 C2~C20의 헤테로고리기; C3~C20의 시클로알킬기; C7~C20의 아릴알킬기; 및 C8~C20의 아릴알켄일기;로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 더욱 치환될 수 있으며, 또한 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수도 있으며, 여기서 '고리'란 C3~C60의 지방족고리 또는 C6~C60의 방향족고리 또는 C2~C60의 헤테로고리 또는 이들의 조합으로 이루어진 융합 고리를 말하며, 포화 또는 불포화 고리를 포함한다.}
  5. 제 4항에 있어서, 상기 L은 하기 화학식 L-1 내지 화학식 L-16 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    [화학식 L-1] [화학식 L-2] [화학식 L-3] [화학식 L-4]

    [화학식 L-5] [화학식 L-6] [화학식 L-7] [화학식 L-8]

    [화학식 L-9] [화학식 L-10]

    [화학식 L-11] [화학식 L-12] [화학식 L-13]

    [화학식 L-14] [화학식 L-15] [화학식 L-16]

    {상기 화학식 L-1 내지 화학식 L-16에서,
    1) W는 O, S, C(R26)(R27) 또는 N(Ar12)이며,
    2) R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26 및 R27은 상기 청구항 4의 R10의 정의와 동일하고, 또는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있으며,
    3) Ar12는 C6~C60의 아릴기; 또는 O, N, S, Si 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 C2~C60의 헤테로고리기;이고,
    4) o, r, t, u, v 및 w는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, p는 0 내지 6의 정수이고, s는 0 내지 2의 정수이고,
    5) *는 결합하는 위치를 나타낸다.}
  6. 제 4항에 있어서, 상기 Ar10은 하기 화학식 Ar-1 내지 화학식 Ar-15 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
    [화학식 Ar-1] [화학식 Ar-2] [화학식 Ar-3] [화학식 Ar-4]

    [화학식 Ar-5] [화학식 Ar-6] [화학식 Ar-7] [화학식 Ar-8]

    [화학식 Ar-9] [화학식 Ar-10] [화학식 Ar-11] [화학식 Ar-12]

    [화학식 Ar-13] [화학식 Ar-14] [화학식 Ar-15]

    {상기 화학식 Ar-1 내지 화학식 Ar-15에서,
    1) Ra1, Ra2, Ra3, Ra4, Ra5, Ra6, Ra7, Ra8, Ra9, Ra10, Ra11, Ra12, Ra13, Ra14, Ra15, Ra16 및 Ra17은 상기 청구항 4의 R10의 정의와 동일하며, 또는 이웃한 기끼리 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고,
    2) aa, al, am, ap 및 aq는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, ab 및 ao는 서로 독립적으로 0 내지 7의 정수이고, ac 및 ad는 서로 독립적으로 0 내지 9의 정수이며, ae, ai, 및 aj는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, af, ag 및 ah는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수이며, ak는 0 내지 2의 정수이고, an은 0 내지 8의 정수이며,
    3) 는 결합되는 위치를 의미한다.}
  7. 제 4항에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화합물 N-1 내지 N-92 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.























  8. 하기 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물.




  9. 제 1항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 일면 중, 상기 유기층과 반대되는 적어도 일면에 형성되는 광효율 개선층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기소자.
  10. 제 1항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이 장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 유기전기소자는 유기전기발광소자(OLED), 유기트랜지스터(유기 TFT), 및 단색 또는 백색 조명용 소자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 8항에 따른 화합물을 포함하는 유기전기소자.
  13. 제 12항의 유기전기소자를 포함하는 디스플레이 장치; 및 상기 디스플레이장치를 구동하는 제어부;를 포함하는 전자 장치.
  14. 유기 발광 소자의 제조 공정에서 제8항의 화학식 P-1 내지 P-16 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 발광 재료를 증착시키는 단계;
    증착기구로부터 회수된 미정제의 유기 발광 재료의 불순물을 제거하는 단계;
    제거된 상기 불순물을 회수하는 단계; 및
    상기 회수된 불순물을 순도 99.9% 이상으로 정제하는 단계;를 포함하는 상기 화합물의 재사용 방법
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