KR100648050B1 - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 상기 화학식 1의 화합물, 또는 이 화합물에 열 경화성 또는 광경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다:The present invention provides an organic light-emitting device comprising a compound represented by the following formula (1), a compound of formula (1), or a compound in which a thermosetting or photocurable functional group is introduced into the compound.
유기 발광 소자, 유기물층, 정공주입물질, 정공수송물질, 아크리딘 Organic light emitting device, organic material layer, hole injection material, hole transport material, acridine
Description
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. FIG. 1 shows an example of an organic light emitting element composed of a
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다. 2 shows an example of an organic light emitting device consisting of a
본 발명은 유기 발광 소자에 이용 가능한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a compound usable in an organic light emitting device and an organic light emitting device using the same.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다. 양극과 음극 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광소자는 일반적으로 음극과 양극 및 양극과 음극 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수 송층, 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다. The organic light emitting phenomenon is an example of converting an electric current into visible light by an internal process of a specific organic molecule. The principle of the organic light emitting phenomenon is as follows. When the organic material layer is placed between the anode and the cathode, when a voltage is applied between the two electrodes, electrons and holes are injected into the organic material layer from the cathode and the anode, respectively. Electrons and holes injected into the organic material layer recombine to form excitons, and the excitons fall back to the ground to shine. An organic light emitting device using this principle may generally be composed of an organic material layer including an organic material layer, such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, positioned between the cathode and the anode and the anode and the cathode.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 대부분 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이다. 상기 유기발광 소자에 사용되는 물질은 용도에 따라 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공주입 물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 엑시톤이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.The materials used in the organic light emitting device are mostly pure organic materials or complex compounds in which the organic materials and the metal complexes. The material used in the organic light emitting device may be classified into a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material and the like according to the use. Here, as the hole injection material or the hole transport material, an organic material having a p-type property, that is, an organic material which is easily oxidized and has an electrochemically stable state during oxidation, is mainly used. On the other hand, as an electron injection material or an electron transport material, organic materials having n-type properties, that is, organic materials that are easily reduced and have an electrochemically stable state at the time of reduction are mainly used. As the light emitting layer material, a material having a p-type property and an n-type property at the same time, that is, a material having a stable form in both oxidation and reduction states, and a material having high luminous efficiency that converts it to light when excitons are formed desirable.
위에서 언급한 외에, 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 다음과 같은 성질을 추가적으로 갖는 것이 바람직하다. In addition to the above, it is preferable that the material used in the organic light emitting device additionally have the following properties.
첫째로 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 열적 안정성이 우수한 것이 바람직하다. 유기 발광 소자 내에서는 전하들의 이동에 의한 줄열(joule heating)이 발생하기 때문이다. 현재 유기 발광 소자의 정공수송층 물질로 주로 사용되는 NPB는 유리 전이 온도가 100 oC 이하의 값을 가지므로, 높은 전류를 필요로 하는 유기 발광 소자에서는 사용하기 힘든 문제가 있다.First, the material used in the organic light emitting device is preferably excellent in thermal stability. This is because joule heating occurs due to the movement of charges in the organic light emitting diode. Currently, NPB, which is mainly used as a material for the hole transport layer of an organic light emitting device, has a glass transition temperature of less than 100 ° C., and therefore, it is difficult to use in an organic light emitting device requiring a high current.
둘째로 저전압에서 구동 가능한 고효율의 유기 발광 소자를 얻기 위해서는 유기 발광 소자 내로 주입된 정공 또는 전자들이 원활하게 발광층으로 전달되는 동시에, 주입된 정공과 전자들이 발광층 밖으로 빠져나가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서 유기 발광 소자에 사용되는 물질은 적절한 밴드갭(band gap)과 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위를 가져야 한다. 현재 용액 도포법에 의해 제조되는 유기 발광 소자에서 정공수송 물질로 사용되는 PEDOT:PSS의 경우, 발광층 물질로 사용되는 유기물의 LUMO 에너지 준위에 비하여 LUMO 에너지 준위가 낮기 때문에 고효율 및 장수명의 유기 발광 소자 제조에 어려움이 있다. Second, in order to obtain a high efficiency organic light emitting device that can be driven at a low voltage, holes or electrons injected into the organic light emitting device must be smoothly transferred to the light emitting layer, and the injected holes and electrons must not escape the light emitting layer. For this purpose, the material used for the organic light emitting device should have an appropriate band gap and HOMO or LUMO energy level. PEDOT: PSS, which is currently used as a hole transport material in organic light emitting devices manufactured by the solution coating method, has a low LUMO energy level compared to the LUMO energy level of the organic material used as the light emitting layer material, resulting in high efficiency and long life. There is a difficulty.
이외에도 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 화학적 안정성, 전하이동도, 전극이나인접한 층과의 계면 특성 등이 우수하여야 한다. 즉, 유기 발광소자에서 사용되는 물질은 수분이나 산소에 의한 물질의 변형이 적어야 한다. 또한, 적절한 정공 또는 전자 이동도를 가짐으로써 유기 발광 소자의 발광층에서 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루도록 하여 엑시톤 형성을 극대화할 수 있어야 한다. 그리고, 소자의 안정성을 위해 금속 또는 금속 산화물을 포함한 전극과의 계면을 좋게 할 수 있어야 한다.In addition, the material used in the organic light emitting device should be excellent in chemical stability, charge mobility, interfacial characteristics with the electrode or the adjacent layer. That is, the material used in the organic light emitting device should be less deformation of the material by moisture or oxygen. In addition, by having an appropriate hole or electron mobility it should be able to maximize the exciton formation by balancing the density of holes and electrons in the light emitting layer of the organic light emitting device. In addition, for the stability of the device should be able to improve the interface with the electrode containing a metal or metal oxide.
당 기술 분야에서는 상기와 같은 요건을 갖춘 유기물의 개발이 요구되고 있다. There is a need in the art for the development of organic materials having the above requirements.
본 발명자들은 유기 발광 소자에서 사용 가능한 물질에 요구되는 조건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있으며, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있는 화학 구조를 갖는 유기화합물을 밝혀내었다. The present inventors can satisfy the conditions required for materials usable in the organic light emitting device, such as appropriate energy level, electrochemical stability and thermal stability, and a chemical structure that can play various roles required in the organic light emitting device depending on the substituent. It was found that the organic compound having a.
이에 본 발명은 본 발명자들이 밝혀낸 유기화합물, 상기 유기화합물을 이용한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic compound disclosed by the inventors and an organic light emitting device using the organic compound.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 화합물, 상기 화합물에 열 경화성 또는 광경화성 작용기가 도입된 화합물 및 제1 전극, 발광층을 포함하는 1층 이상으로 이루어진 유기물층, 및 제2 전극을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 유기 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 하기 화학식 1의 화합물, 또는 화학식 1의 화합물에 열 경화성 또는 광경화성 작용기가 도입된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다:The present invention sequentially stacks a novel compound represented by the following Chemical Formula 1, a compound having a thermosetting or photocurable functional group introduced therein, and an organic material layer including one or more layers including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode. In an organic light-emitting device comprising in the form of, wherein at least one layer of the organic layer comprises a compound of formula (1), or a compound having a thermosetting or photocurable functional group introduced into the compound of formula (1) Provides:
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서, In Chemical Formula 1,
X는 C 또는 Si이고, X is C or Si,
Ar1 내지 Ar6는 각각 독립적으로 또는 동시에 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, , , 치환 또는 비치환된 아 릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기, 니트로기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기, 니트로기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기이며, 여기서 이들은 서로 인접한 기와 축합고리를 형성할 수 있고, Ar 1 to
R1 내지 R10은 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자 알킬기 알콕시기 티오알콕시기 아세틸렌기 ; 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 알케닐기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 알키닐기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기 알킬기, 알케닐기 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환된 아미노기 니트릴기 니트로기 할로겐기 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, R1 to R10 each independently or simultaneously represent a hydrogen atom alkyl group alkoxy group thioalkoxy group acetylene group; Halogen group, alkyl group, alkenyl group alkoxy group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted arylalkyl group, substituted or unsubstituted arylalkenyl group, substituted or unsubstituted hetero Alkenyl group substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of a cyclic group, a nitrile group and an acetylene group Halogen group, alkyl group, alkenyl group Alkoxy group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted aryl group , A substituted or unsubstituted arylalkyl group, a substituted or unsubstituted arylalkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group halogen group unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a nitrile group and an acetylene group , Alkyl group, alkenyl group alkoxy group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted arylalkyl group, An aryl group which is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a ring or an unsubstituted aryl alkenyl group, a substituted or unsubstituted hetero ring group, a nitrile group and an acetylene group, an alkyl group, an alkenyl group alkoxy group, and a substitution Or an unsubstituted arylamine group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted arylalkyl group, a substituted or unsubstituted arylalkenyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a nitrile group and an acetylene group Substituted or unsubstituted arylamine group halogen group, alkyl group, alkenyl group alkoxy group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted arylalkyl group, substituted with one or more substituents selected Or one or more selected from the group consisting of an unsubstituted aryl alkenyl group, a substituted or unsubstituted hetero ring group, a nitrile group and an acetylene group A heterocyclic alkyl group which is unsubstituted or substituted with a vent and contains O, N or S as a hetero atom, an alkenyl group substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted arylalkyl group, a substituted or unsubstituted arylalkenyl group Selected from the group consisting of an amino group nitrile group nitro group halogen group amide group and ester group substituted with one or more substituents selected from the group,
여기서 이들은 서로 인접하는 기와 지방족 또는 헤테로의 축합 고리를 형성할 수 있고, Wherein they can form a condensed ring of aliphatic or hetero with groups adjacent to each other,
또한 R3와 R4 및 R7와 R8는 각각 독립적으로 또는 동시에 직접 연결되거나, 또는 O, S, NR, PR, CRR', 및 SiRR'로 이루어진 군에서 선택되는 기와 함께 축합고리를 형성할 수 있으며, 여기서 R 및 R'는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소, 산소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택되고, R3 and R4 and R7 and R8 may be each independently or simultaneously directly connected, or may form a condensed ring together with a group selected from the group consisting of O, S, NR, PR, CRR ', and SiRR'. R and R 'are each independently or simultaneously hydrogen, oxygen, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted An arylamine group, a substituted or unsubstituted hetero ring group, an amino group, a nitrile group, a nitro group, a halogen group, an amide group and an ester group,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 또는 동시에 알킬기 알콕시기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴알케닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기 니트릴기 아미드기 및 에스테르기로 이루어진 군에서 선택된다.R11 and R12 are each independently or simultaneously an alkyl group alkoxy group halogen group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, substituted or unsubstituted arylamine group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted arylalkyl group , A substituted or unsubstituted aryl alkenyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a nitrile group and an aryl group substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of an acetylene group, an alkyl group, an alkenyl group alkoxy group, A group consisting of a substituted or unsubstituted arylamine group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted arylalkyl group, a substituted or unsubstituted arylalkenyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a nitrile group and an acetylene group Heterocyclic group nitrile group amide group which is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from and includes O, N or S as a hetero atom. It is selected from the group consisting of a hotel.
여기서 상기 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴기 또는 헤테로고리에 치환될 수 있는 치환기는 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 니트릴기 또는 아세틸렌기이다.Wherein the substituent which may be substituted in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, aryl group or hetero ring is halogen, alkyl group, alkenyl group alkoxy group, arylamine group, aryl group, arylalkyl group, aryl alkenyl group, heterocyclic group, Nitrile group or acetylene group.
상기 화학식 1의 치환기를 상세히 설명하면 다음과 같다. When explaining the substituent of Formula 1 in detail.
상기 화학식 1 중 Ar1 내지 Ar6의 구체적인 예로는 하기와 같은 화학식의 기들이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. Specific examples of
상기 식에 있어서, Y 및 Y'는 각각 수소, 할로겐기, 알킬기, 알케닐기 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택되며, 이들은 서로 연결되어 축합고리를 형성할 수 있다. In the above formula, Y and Y 'are each selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, an alkyl group, an alkenyl group alkoxy group, an arylamine group, an aryl group, a heterocyclic group, a nitrile group and an acetylene group, which are connected to each other and condensed May form a ring.
상기 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 있고, 상기 아릴아민기의 예로는 디페닐 아민기, 페틸 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸기, 트리페닐 아민기 등이 있으며, 상기 아릴기의 예로는 페닐, 나프틸, 안트라닐, 비페닐기 등이 있고, 헤테로 고리기의 예로는 피리딜기, 아크리딜기, 티오펜기, 이미다졸기, 옥사졸기, 티아졸기 또는 퀴놀리닐이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. Examples of the halogen group include fluorine, chlorine, bromine or iodine, and examples of the arylamine group include diphenyl amine group, petyl naphthyl amine group, ditolyl amine group, phenyl tolyl amine group, carbazole group, and triphenyl. And amine groups. Examples of the aryl groups include phenyl, naphthyl, anthranyl, and biphenyl groups. Examples of heterocyclic groups include pyridyl groups, acridil groups, thiophene groups, imidazole groups, oxazole groups, Thiazole groups or quinolinyls, although not limited thereto.
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 알킬기, 알콕시기, 알케닐기는 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. It is preferable that the alkyl group, the alkoxy group, and the alkenyl group in R1-R12 of the said Formula (1) are C1-C20.
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 아릴기의 예는 하기와 같으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the aryl group in R1 to R12 of
, , , , , , , , , , , , , , , ,
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 아릴아민기의 예는 하기와 같으나 이들에만 한정되는 것은 아니다. Examples of the arylamine group in R1 to R12 of Chemical Formula 1 are as follows, but are not limited thereto.
, , , ,
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 헤테로 고리기의 예는 하기와 같으나 이들에만 한정되는 것은 아니다. Examples of the heterocyclic group in R1 to R12 of Formula 1 are as follows, but are not limited thereto.
, , , , , , , , , , , , , , , ,
상기 치환기중 티오펜의 n은 1~6이며 R은 알킬 혹은 치환되거나 비치환된 아릴기이다. N of the thiophene in the substituent is 1 to 6 and R is an alkyl or a substituted or unsubstituted aryl group.
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 아릴알케닐기의 예는 하기와 같으나 이것에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the arylalkenyl group in R1 to R12 of Chemical Formula 1 are as follows, but are not limited thereto.
상기 화학식 1의 R1 내지 R12 중 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 있다. Examples of the halogen group in R1 to R12 of Formula 1 include fluorine, chlorine, bromine or iodine.
상기 화학식에 있어서, Z는 수소, C1~C20의 알킬기, C1~C20의 알케닐기, C1~C20의 알키닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 헤테로 고리기, 니트릴기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택되는 기이다. 상기 Z 중 아릴아민기, 아릴기, 헤테로 고리기의 구체적인 예로는 전술한 R1 내지 R12의 치환기에 기재한 예들이 있다.In the above formula, Z is a group consisting of hydrogen, C1-C20 alkyl group, C1-C20 alkenyl group, C1-C20 alkynyl group, alkoxy group, arylamine group, aryl group, heterocyclic group, nitrile group and acetylene group Is the group selected from Specific examples of the arylamine group, aryl group, and heterocyclic group in Z include the examples described in the substituents of R1 to R12 described above.
본 발명의 바람직한 화합물은 상기 화학식 1 중 X는 C 또는 Si이고, R3 및 R4가 수소이거나, R3와 R4가 직접 연결되거나 O, S, NR, PR, CRR', 및 SiRR'로 이루어진 군에서 선택되는 기와 함께 축합고리를 형성하는 화합물이다(여기서, R 및 R'는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).Preferred compounds of the present invention X in
본 발명의 또 하나의 바람직한 화합물은 상기 화학식 1 중 X는 C 또는 Si이고, R3과 R4 및 R7와 R8은 각각 독립적으로 또는 동시에 직접 연결되거나 O, S, NR, PR, CRR', 및 SiRR'로 이루어진 군에서 선택되는 기와 함께 축합고리를 형성하는 화합물이다(여기서, R 및 R'는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).In another preferred compound of the present invention, X in
상기 본 발명의 실시 상태에 있어서, CRR'은 케톤기(C(=O))일 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, CRR ′ may be a ketone group (C (═O)).
본 발명의 또 하나의 바람직한 화합물은 하기 화학식 2의 화합물이다: Another preferred compound of the invention is a compound of formula
[화학식 2] [Formula 2]
상기 식에 있어서, In the above formula,
Ar1 내지 Ar6, R11 및 R12는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. Ar1 to Ar6, R11 and R12 are as defined in the formula (1).
본 발명의 또 하나의 바람직한 화합물은 하기 화학식 3의 화합물이다: Another preferred compound of the invention is a compound of formula
[화학식 3][Formula 3]
상기 식에 있어서, In the above formula,
Ar1 내지 Ar6, R11 및 R12는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. Ar1 to Ar6, R11 and R12 are as defined in the formula (1).
상기 화학식 1의 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식으로 나타내어지는 화합물들이 있다. 그러나, 하기 화학식의 화합물들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위로 한정되는 것은 아니다. Specific examples of the compound of
[화학식 1-1] [화학식 1-2][Formula 1-1] [Formula 1-2]
[화학식 1-3] [화학식 1-4][Formula 1-3] [Formula 1-4]
[화학식 1-5] [화학식 1-6][Formula 1-5] [Formula 1-6]
[화학식 1-7] [화학식 1-8][Formula 1-7] [Formula 1-8]
[화학식 1-9] [화학식 1-10][Formula 1-9] [Formula 1-10]
[화학식 1-11] [화학식 1-12][Formula 1-11] [Formula 1-12]
[화학식 1-13] [화학식 1-14][Formula 1-13] [Formula 1-14]
[화학식 1-15] [화학식 1-16][Formula 1-15] [Formula 1-16]
[화학식 1-17] [화학식 1-18][Formula 1-17] [Formula 1-18]
[화학식 1-19] [화학식 1-20] [Formula 1-19] [Formula 1-20]
[화학식 1-21] [화학식 1-22][Formula 1-21] [Formula 1-22]
[화학식 1-23] [화학식 1-24][Formula 1-23] [Formula 1-24]
[화학식 1-25] [화학식 1-26][Formula 1-25] [Formula 1-26]
[화학식 1-27][Formula 1-27]
[화학식 1-28][Formula 1-28]
상기 화학식 1의 화합물의 코어 구조는 아크리딘의 기본 골격에, 디아릴아민 및 디아릴아민이 치환된 페닐이 치환되어 있는 것이다. 상기 기본구조에 다양한 치환기가 도입됨으로써 유기 발광 소자의 유기물층으로 사용되기에 적합한 특성을 갖는다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. In the core structure of the compound of
상기 화학식 1에 표시된 화합물의 코어 구조는 아크리딘의 기본 골격에 디아릴아민 및 파라(para-) 위치에 아릴아민이 치환된 페닐이 치환된 구조를 갖는다. 이와 같은 구조에 있어서, X를 이루는 탄소원자 또는 규소원자는 sp3결합을 가지기 때문에 아크리딘 골격을 이루는 평면과 R11 및 R12을 포함하는 평면은 직각을 이루는 입체구조를 가지며, 상기 두 평면 사이에는 컨쥬게이션이 일어나지 않게 된다. 이와 같은 구조적 특성으로 인하여 상기 화학식 1의 화합물의 코어 구조는 제한적인 컨쥬게이션을 갖게 된다. The core structure of the compound represented by
화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다. 전술한 바와 같이, 상기 화학식 1의 화합물의 코어 구조는 컨쥬게이션 구조가 제한된 구조이므로 에너지 밴드 갭이 큰 성질을 갖는다. The conjugation length of the compound and the energy bandgap are closely related. Specifically, the longer the conjugation length of the compound, the smaller the energy bandgap. As described above, the core structure of the compound of
본 발명에서는 상기와 같이 에너지 밴드 갭이 큰 코어 구조의 R1 내지 R12 및 Ar1 내지 Ar6 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드 갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 통상 에너지 밴드 갭이 큰 코어 구조에 치환기를 도입하여 에너지 밴드 갭을 조절하는 것은 용이하나, 코어 구조가 에너지 밴드 갭이 작은 경우에는 치환기를 도입하여 에너지 밴드 갭을 크게 조절하기 어렵다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조의 R1 내지 R12 및 Ar1 내지Ar6에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다. In the present invention, a compound having various energy band gaps can be synthesized by introducing various substituents into the R1 to R12 and Ar1 to Ar6 positions of the core structure having a large energy band gap as described above. In general, it is easy to control the energy band gap by introducing a substituent into the core structure having a large energy band gap, but when the core structure has a small energy band gap, it is difficult to largely control the energy band gap by introducing a substituent. In addition, in the present invention, the HOMO and LUMO energy levels of the compound may be controlled by introducing various substituents into R1 to R12 and Ar1 to Ar6 of the core structure as described above.
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기발광소자 제조시 사용되는 정공주입층 물질, 정공수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1의 화합물은 코어 구조에 아릴 아민 구조를 포함하고 있으므로, 유기 발광 소자에서 정공주입 및/또는 정공수송 물질로서의 적절한 에너지 준위를 가질 수 있다. 본 발명에서는 상기 화학식 1의 화합물 중 치환기에 따라 적절한 에너지 준위를 갖는 화합물을 선택하여 유기 발광 소자에 사용함으로써 구동 전압이 낮고 광효율이 높은 소자를 구현할 수 있다.Moreover, the compound which has the intrinsic property of the introduced substituent can be synthesize | combined by introducing various substituents into the core structure of the above structure. For example, by introducing a substituent mainly used in the hole injection layer material, the hole transport layer material, the light emitting layer material, the electron transport layer material used in the manufacture of the organic light emitting device to the core structure it can synthesize a material that meets the requirements required for each organic material layer have. In particular, since the compound of
에너지 밴드갭 및 에너지 준위와 관련하여 구체적인 예를 들면, 화학식 1-18의 화합물은 HOMO가 5.24 eV이므로 정공 주입층이나 정공 수송층으로 사용하기 좋은 에너지 준위를 갖는다. 한편, 화학식 1-18의 화합물의 밴드갭은 여전히 3.3 eV로서 통상 정공수송층 물질로 사용되는 NPB의 밴드갭에 비해 매우 크며, 이에 따라 이 물질의 LUMO값도 약 1.94 eV로 매우 높다. 이와 같이 높은 LUMO 값을 갖는 화합물을 정공수송층으로 사용하는 경우, 이것은 발광층으로 사용되는 물질의 LUMO와의 에너지 벽을 높게 만들어 줌으로써 전자가 발광층으로부터 정공수송층으로 유입되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 이와 같은 화합물은 기존에 사용되던 NPB (HOMO 5.4 eV, LUMO 2.3 eV, 에너지 밴드갭 3.1 eV ) 등에 비하여 유기 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 있어서, 에너지 밴드갭은 UV-VIS 스펙트럼에 의해 계산하는 일반적인 방법을 사용하여 계산하였다. For example, in relation to the energy band gap and the energy level, the compound of Chemical Formula 1-18 has an energy level suitable for use as a hole injection layer or a hole transport layer because the HOMO is 5.24 eV. On the other hand, the bandgap of the compound of Formula 1-18 is still 3.3 eV, which is very large compared to the bandgap of NPB which is usually used as a hole transport layer material, the LUMO value of this material is also very high as about 1.94 eV. When a compound having a high LUMO value is used as the hole transport layer, this increases the energy wall with LUMO of the material used as the light emitting layer, thereby preventing electrons from entering the hole transport layer from the light emitting layer. Therefore, such a compound can improve the luminous efficiency of the organic light emitting device compared to conventional NPB (HOMO 5.4 eV, LUMO 2.3 eV, energy band gap 3.1 eV) and the like. In the present invention, the energy bandgap was calculated using the general method of calculating by the UV-VIS spectrum.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 안정한 산화 환원 특성을 나타낸다. 산화 환원에 대한 안정성은 CV(cyclovoltammetry) 방법을 이용하여 확인할 수 있다. 구 체적인 예로서, 상기 화학식 1-18의 화합물은 여러 번의 반복 산화 전압을 가하였을 때 동일한 전압에서 산화가 일어나고 같은 전류 양을 보이는 것으로 나타났으며, 이것은 상기 화합물이 산화에 대한 안정성이 우수함을 나타낸다. In addition, the compound of
한편, 상기 화학식 1의 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 예컨대, 화학식1-18의 화합물은 유리 전이 온도가 120 ℃ 로서, 기존에 일반적으로 사용되던 NPB ( Tg : 96 ℃ )에 비해 현저히 높음을 알 수 있다. 이와 같은 화합물의 우수한 열적 안정성은 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다. On the other hand, the compound of
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀코팅, 딥코팅, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. In addition, the compound of
예컨대, 화학식 1-18의 화합물은 소자의 제조 공정 중 이용되는 용매, 예를 들어 자일렌, 디클로로 에탄 또는 NMP 등과 같은 극성 용매등에 대한 용해도가 매우 우수할 뿐만 아니라 용액을 이용한 방법에서 박막 형성이 매우 잘 되는 특성을 가지므로, 소자의 제조시 용액 도포법을 사용할 수 있다. 또한, 통상 용액 도포법에 의해 형성된 박막이나 고체 상태에서의 발광 파장은 분자간 상호 작용에 의해 용액 상태의 발광 파장에 비해 장파장으로 이동하는 것을 흔히 볼 수 있는데, 상기 화학식 1의 화합물과 같은 구조를 갖는 화합물에서는 상기와 같은 파장의 이동이 매우 적게 나타난다. For example, the compound of Formula 1-18 is very excellent in solubility in solvents used in the device manufacturing process, for example, polar solvents such as xylene, dichloroethane or NMP, etc., as well as very thin film formation in the method using a solution Because of its good properties, a solution coating method can be used in the manufacture of the device. In addition, it is common to see that the emission wavelength in the thin film or the solid state formed by the solution coating method is shifted to the longer wavelength than the emission wavelength in the solution state due to the intermolecular interaction, and has the same structure as the compound of
상기 화학식 1의 화합물은 리티에이션(lithiation)된 알킬 또는 아릴기를 에스테르기의 카보닐기와 반응시켜 3차 알코올을 얻은 후, 이 물질을 산촉매하에서 가열하면 물이 빠지면서 6각형의 고리화합물이 형성되는 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 이와 같은 제조 방법은 당 기술 분야에 잘 알려져 있는 방법이며, 당업자는 상기 제조 방법의 조건을 변경하여 상기 화학식 1의 화합물을 제조할 수 있다. 구체적인 제조 방법은 후술하는 제조예에 예시하였다. The compound of
본 발명의 유기 발광 소자에서는 상기 화학식 1의 화합물 대신에 상기 화학식 1의 화합물에 열경화성 또는 광경화성 작용기를 도입한 화합물을 사용할 수도 있다. 이와 같은 화합물은 전술한 화학식 1의 화합물의 기본 물성을 유지하는 동시에, 소자의 제작시 용액 도포법에 의하여 박막으로 형성한 후 경화시키는 방법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. In the organic light emitting device of the present invention, a compound having a thermosetting or photocurable functional group introduced into the compound of
상기와 같이 유기 발광 소자의 제작시 유기물에 경화성 작용기를 도입하고, 용액 도포법에 의하여 상기 유기물의 박막을 형성한 후 경화하는 방법에 의하여 유기물층을 형성하는 방법은 미국 특허 공개 2003-0044518호 및 유럽 특허 공개 1146574 A2호 등에 기재되어 있다. As described above, a method of forming an organic material layer by introducing a curable functional group into an organic material and forming a thin film of the organic material by a solution coating method and then curing the organic light emitting device is described in US Patent Publication No. 2003-0044518 and Europe. Patent Publication 1146574 A2 and the like.
상기 문헌들에는 열경화 또는 광경화 가능한 비닐기 또는 아크릴기를 가진 물질을 이용하여 상기와 같은 방법에 의하여 유기물층을 형성하여 유기 발광 소자를 제작하는 경우, 용액도포법에 의해 다층구조를 가지는 유기 발광 소자를 만들 수 있을 뿐 아니라 저전압 고휘도의 유기 발광 소자를 만들 수 있다고 기재되어 있다. 이와 같은 작용 원리는 본 발명의 화합물에도 적용될 수 있다. In the above documents, an organic light emitting device having a multilayer structure by a solution coating method in the case of forming an organic light emitting device by forming the organic material layer by the above method using a material having a thermosetting or photocurable vinyl group or an acryl group It is described that not only can be made but also an organic light emitting device of low voltage and high brightness. This principle of action can also be applied to the compounds of the present invention.
본 발명에 있어서, 상기 열경화성 또는 광경화성 작용기는 비닐기 또는 아크릴기 등일 수 있다. In the present invention, the thermosetting or photo-curable functional group may be a vinyl group or an acrylic group.
본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 본 발명의 화합물, 즉 상기 화학식 1 의 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다. The organic light emitting device of the present invention may be manufactured by materials and methods known in the art, except that at least one layer of the organic material layer includes the compound of the present invention, that is, the compound of
본 발명의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다. The organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked. For example, the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer and the like as an organic material layer. However, the structure of the organic light emitting device is not limited thereto and may include a smaller number of organic material layers.
그리고, 본 발명의 유기 발광 소자는 예컨대 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(Physical vapor deposition) 방법 등을 이용할 수 있으나, 이들 방법에만 한정되는 것은 아니다. In addition, the organic light emitting device of the present invention may be manufactured by sequentially stacking a first electrode, an organic material layer, and a second electrode on a substrate, for example. In this case, a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation may be used, but is not limited thereto.
상기 화학식 1의 화합물의 제조 방법 및 이들을 이용한 유기 발광 소자의 제조는 이하의 제조예 및 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다. The preparation method of the compound of
제조예 1Preparation Example 1
화합물 1-18의 합성Synthesis of Compound 1-18
화합물 A의 합성Synthesis of Compound A
디페닐 아민 16.9 g , 2-아이오도 메틸 벤조에이트 16.7 mL, 탄산칼륨 15.2 g, 구리가루 7.0 g 및 황산나트륨 15.6 g을 니트로벤젠 50 mL에 가하고, 190~200 ℃의 온도에서 하룻동안 교반하였다. 이 혼합물을 상온으로 냉각시키고 THF를 가하여 녹여준 후 여과하였다. 여액을 취하여 용매를 제거한 후, 얻어진 혼합물에 에탄올을 가하고 교반하였다. 생성된 고체를 여과하여 얻어진 고체를 THF에 녹여 실리카겔을 통과시킨 후, 용매를 제거하고 아세톤에서 교반하여 결정화하고 얻어진 고 체를 여과하여 22.4 g의 생성물을 얻었다.16.9 g of diphenyl amine, 16.7 mL of 2-iodo methyl benzoate, 15.2 g of potassium carbonate, 7.0 g of copper powder, and 15.6 g of sodium sulfate were added to 50 mL of nitrobenzene, and stirred at a temperature of 190 to 200 ° C for one day. The mixture was cooled to room temperature, dissolved in THF, and filtered. After the filtrate was removed to remove the solvent, ethanol was added to the resulting mixture and stirred. The solid obtained by filtration was dissolved in THF, passed through silica gel, and then the solvent was removed, stirred in acetone to crystallize, and the obtained solid was filtered to give 22.4 g of product.
화합물 B의 합성Synthesis of Compound B
화합물 A 18.2 g을 정제된 THF 150 mL에 녹인 후 0 ℃로 냉각하고, 여기에 에틸 에테르에 분산되어 있는 메틸 리튬 1.6 M 용액을 천천히 가하였다. 이 반응물을 천천히 상온으로 가온하면서 하룻동안 교반한 후 물로 반응을 종료하였다. 이어서, 이 반응물을 에틸 에테르로 추출하고 유기물층으로부터 잔류 수분을 제거한 후 유기 용매를 제거하였다. 생성된 노란색 액체에 n-헥산을 가하고 끓이면서 교반한 후, 상온으로 냉각하고 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 n-헥산으로 세척하고 진공건조하여 11.86 g의 생성물을 얻었다.18.2 g of Compound A was dissolved in 150 mL of purified THF, cooled to 0 ° C., and slowly added thereto a 1.6 M solution of methyl lithium dispersed in ethyl ether. The reaction was slowly warmed to room temperature, stirred for one day, and then quenched with water. The reaction was then extracted with ethyl ether and the residual moisture was removed from the organic layer and then the organic solvent was removed. To the resulting yellow liquid, n-hexane was added and stirred while boiling, and then cooled to room temperature and filtered. The solid obtained by filtration was washed with n-hexane and dried in vacuo to give 11.86 g of the product.
위에서 얻어진 물질 11.86 g에 아세트산 100 mL와 진한 염산 0.5 mL 가한 후 40분간 끓이면서 교반하였다. 이 반응물을 상온으로 냉각하고 아세트산을 감압하여 제거한 후, 여기에 에탄올을 가하고 교반하였다. 생성된 고체를 여과하여 흰색의 생성물9.5 g을 얻었다. To 11.86 g of the material obtained above, 100 mL of acetic acid and 0.5 mL of concentrated hydrochloric acid were added, followed by stirring for 40 minutes. The reaction was cooled to room temperature, acetic acid was removed under reduced pressure, and ethanol was added thereto and stirred. The resulting solid was filtered to yield 9.5 g of a white product.
NMR (CDCl3): 7.67 - 7.63 ( t, 2H ), 7.55 - 7.51 ( t, 1H ), 7.49 - 7.47 ( d, 2H ), 7.38 - 7.35 ( d, 2H ), 7.01 - 6.92 ( t, t, 4H ), 6.30 - 6.28 ( d, 2H ), 1.72 ( s, 6H )NMR (CDCl 3 ): 7.67-7.63 (t, 2H), 7.55-7.51 (t, 1H), 7.49-7.47 (d, 2H), 7.38-7.35 (d, 2H), 7.01-6.92 (t, t, 4H), 6.30-6.28 (d, 2H), 1.72 (s, 6H)
MS : [M+H]+=286MS: [M + H] + = 286
HOMO : 5.80 eVHOMO: 5.80 eV
밴드 갭 : 3.7 eVBand Gap: 3.7 eV
LUMO : 2.10 eVLUMO: 2.10 eV
화합물 C의 합성Synthesis of Compound C
화합물 B 8.56 g을 클로로포름 300 mL에 녹이고 여기에 브롬 4.67 mL를 천천히 가하였다. 이 반응물을 2 시간 동안 교반하고 물과 소량의 아세톤을 가하여 반응을 종료한 후 물층과 유기물층을 분리하였다. 유기물층으로부터 물을 제거하고 클로로포름을 이용해 실리카겔을 통과시킨 후, 유기 용매를 제거하고 에탄올을 가하여 고체화시켜 흰색의 고체 12.28 g을 얻었다8.56 g of compound B was dissolved in 300 mL of chloroform, and 4.67 mL of bromine was slowly added thereto. The reaction was stirred for 2 hours, water and a small amount of acetone were added to terminate the reaction, and the water layer and the organic layer were separated. Water was removed from the organic layer, passed through silica gel using chloroform, and then the organic solvent was removed and solidified by adding ethanol to obtain 12.28 g of a white solid.
NMR (CDCl3) : 7.79 - 7.75 ( d, 2H ), 7.52 - 7.50 ( s, 2H ), 7.20 -7.15 ( d, 2H ), 7.09 - 7.04 ( d, 2H ), 6.14 - 6.10 ( d, 2H ), 1.63 ( s, 6H )NMR (CDCl 3 ): 7.79-7.75 (d, 2H), 7.52-7.50 (s, 2H), 7.20 -7.15 (d, 2H), 7.09-7.04 (d, 2H), 6.14-6.10 (d, 2H) , 1.63 (s, 6H)
화합물 1-18의 합성Synthesis of Compound 1-18
상기 화합물 C 1.044 g 및 디페닐아민 1.117 g을 자일렌 10 mL에 녹이고, 여기에 소듐-t-부톡사이드 0.769 g, 트리스(디벤질리덴아세톤) 디팔라듐(0) 0.110 g, 트리-tert-부틸포스핀 0.036 g을 순차적으로 가한 후 4 시간 동안 끓이면서 교반하였다. 이 반응물을 상온으로 냉각한 후 물로 반응을 종료하고 자일렌으로 추출하였다. 황산마그네슘 무수물을 이용하여 유기물층으로부터 물을 제거한 후 유기 용매를 제거하고, 생성된 액체를 테트라하이드로 퓨란/n-헥산 = 1/19로 컬럼분리하여 생성물 1.26 g을 얻었다.1.044 g of the compound C and 1.117 g of diphenylamine were dissolved in 10 mL of xylene, and 0.769 g of sodium-t-butoxide, 0.110 g of tris (dibenzylideneacetone) dipaldium (0), tri-tert-butyl 0.036 g of phosphine was added sequentially and then stirred while boiling for 4 hours. After the reaction was cooled to room temperature, the reaction was terminated with water and extracted with xylene. Water was removed from the organic layer using magnesium sulfate anhydride, and then the organic solvent was removed, and the resulting liquid was column separated with tetrahydrofuran / n-hexane = 1/19 to obtain 1.26 g of the product.
MS : [M+H]+=787MS: [M + H] + = 787
HOMO : 5.24HOMO: 5.24
Band gap=3.3 eVBand gap = 3.3 eV
LUMO : 1.94 eVLUMO: 1.94 eV
Tg : 120 ℃Tg: 120 ℃
제조예 2Preparation Example 2
화합물 1-14의 합성Synthesis of Compound 1-14
제조예 1에서 중간체 A를 합성함에 있어서 디페닐 아민을 카바졸로 치환한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.Synthesis of Intermediate A in Preparation Example 1 was carried out in the same manner, except that diphenyl amine was substituted with carbazole.
제조예 3Preparation Example 3
화합물 1-21의 합성Synthesis of Compound 1-21
제조예 1에서 중간체 B를 합성함에 있어서 메틸 리튬을 사용하는 대신에 페닐 리튬을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.Synthesis of Intermediate B in Preparation Example 1 was conducted in the same manner except for using phenyl lithium instead of methyl lithium.
제조예 4Preparation Example 4
화합물 1-23의 합성Synthesis of Compound 1-23
제조예 1에서 중간체 A를 합성함에 있어 디페닐 아민을 카바졸로 치환하여 합성하고 최종 화합물에서 디페닐 아민을 치환하는 대신 페닐-1-나프틸 아민을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.Synthesis of Intermediate A in Preparation Example 1 was carried out in the same manner, except that diphenyl amine was synthesized by substituting with carbazole and phenyl-1-naphthyl amine was used instead of diphenyl amine in the final compound.
제조예 5Preparation Example 5
화합물 1-24의 합성Synthesis of Compound 1-24
제조예 1에서 최종 화합물을 합성함에 있어 디페닐아민을 사용하는 대신 카바졸을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다.Synthesis of the final compound in Preparation Example 1 was carried out in the same manner except for using carbazole instead of diphenylamine.
제조예 6Preparation Example 6
화합물 1-26의 합성Synthesis of Compound 1-26
제조예 4에서 최종 화합물을 합성함에 있어 페닐-1-나프틸 아민을 사용하는 대신 카바졸을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. Synthesis of the final compound in Preparation Example 4 was prepared in the same manner, except for using carbazole instead of phenyl-1-naphthyl amine.
제조예 7Preparation Example 7
화합물 1-20의 합성Synthesis of Compound 1-20
제조예 4에서 중간체 A를 합성함에 있어서 카바졸을 사용하는 대신에 페노싸이아진을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. Synthesis of Intermediate A in Preparation Example 4 was carried out in the same manner, except for using phenothiazine instead of carbazole.
[유기 발광 소자의 제조] [Production of Organic Light-Emitting Element]
실시예 1Example 1
ITO(indium tin oxide)가 1000 ??의 두께로 박막 코팅된 유리 기판 (corning 7059 glass)을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때 세제로는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며 증류수로는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2 차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시켰다. 질소 플라즈마를 이용하여 14 mtorr의 압력에서 85 W으로 상기 기판을 5 분간 건식 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송시켰다.A glass substrate (corning 7059 glass) coated with a thin film of ITO (indium tin oxide) at a thickness of 1000 ?? was placed in distilled water in which detergent was dissolved and ultrasonically washed. At this time, Fischer Co. was used as a detergent and Millipore Co. was used as distilled water. Secondly filtered distilled water was used as a filter of the product. After washing ITO for 30 minutes, ultrasonic washing was performed twice with distilled water for 10 minutes. After distilled water washing, ultrasonic cleaning with a solvent of isopropyl alcohol, acetone, methanol, dried, and then transferred to a plasma cleaner. The substrate was dry cleaned for 5 minutes at 85 W at 14 mtorr pressure using nitrogen plasma and then transferred to a vacuum evaporator.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 화합물인 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene: 이하 HAT라 함)을 500 Å의 두께로 열 진공 증착하여 ITO도전층 및 n-형 유기물을 가지는 양극을 형성시켰다. Hexonitrile hexaazatriphenylene (hereinafter referred to as HAT), a compound of the following formula, was thermally vacuum deposited to a thickness of 500 kPa on an ITO transparent electrode prepared as described above, and an anode having an ITO conductive layer and an n-type organic material. Was formed.
[HAT][HAT]
상기 층 위에 상기 화학식 1-18의 화합물(400 Å)을 진공증착하여 정공 주입 및 수송층을 형성시켰다. 상기 정공수송층 위에 Alq3를 300 Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성시켰다. 상기 발광층 위에 하기 화학식의 전자수송층 물질을 200 Å의 두께로 증착하여 전자수송층을 형성하였다.Compound 1400 (400 kPa) was vacuum deposited on the layer to form a hole injection and transport layer. Alq3 was vacuum deposited to a thickness of 300 kPa on the hole transport layer to form a light emitting layer. The electron transport layer material of the following formula was deposited on the light emitting layer to a thickness of 200 Å to form an electron transport layer.
[전자수송층 물질][Electron transport material]
상기 전자수송층 위에 순차적으로 12 Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 2000 Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.12 전자 thick lithium fluoride (LiF) and 2000 Å thick aluminum were sequentially deposited on the electron transport layer to form a cathode.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.3~0.8 Å/sec로 유지하였다. 또한, 음극의 리튬플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 1.5~2.5 Å/sec의 증착 속도를 유지하였다. 증착시 진공도는 1~3 x 10-7로 유지하였다.In the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 0.3 ~ 0.8 Å / sec. In addition, the lithium fluoride of the negative electrode maintained a deposition rate of 0.3 kPa / sec and aluminum of 1.5 to 2.5 kPa / sec. During deposition, the degree of vacuum was maintained at 1 to 3 × 10 −7 .
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/ cm2에서 8.14 V의 전계를 보였으며, 0.53 lm / W의 광 효율을 보이는 녹색의 발광을 나타내었다.The fabricated device showed an electric field of 8.14 V at a forward current density of 100 mA / cm 2 and showed green light emission with a light efficiency of 0.53 lm / W.
이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 정공주입층과 발광층 사이에 층을 형성한 상기 화학식 1-18의 화합물이 정공수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.As described above, when the device operates at the driving voltage and emits light, the compound of Formula 1-18, which forms a layer between the hole injection layer and the light emitting layer, plays a role of hole transport.
실시예 2Example 2
실시예 1과 같은 방법으로 준비된 ITO 기판 상에 HAT 를 80 Å의 두께로 증착하여 ITO 도전층 및 n-형 유기물을 가지는 양극을 형성하였다. 이어서, 상기 양극상에 상기 화학식 1-18의 화합물을 800 Å의 두께로 증착하여 정공주입층을 형성하였다. HAT was deposited to a thickness of 80 kHz on the ITO substrate prepared in the same manner as in Example 1 to form an anode having an ITO conductive layer and an n-type organic material. Subsequently, the compound of Formula 1-18 was deposited to a thickness of 800 kPa on the anode to form a hole injection layer.
상기 정공주입층 상에 NPB을 300 Å의 두께로 증착하여 정공수송층을 형성한 후, 이 위에 Alq3를 300 Å의 두께로 증착하여 발광층을 형성하였다. 발광층 상에 상기 실시예 1과 같은 방법으로 전자수송층 및 음극을 형성하였다.NPB was deposited on the hole injection layer to a thickness of 300 kW to form a hole transport layer, and then Alq3 was deposited to a thickness of 300 kW to form a light emitting layer. An electron transport layer and a cathode were formed on the light emitting layer in the same manner as in Example 1.
본 실시예에서 유기물 및 음극의 증착속도와 증착시 진공도는 실시예 1과 동일하게 유지하였다. In this embodiment, the deposition rate of the organic material and the cathode and the vacuum during deposition were maintained the same as in Example 1.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100mA/ cm2에서 9.94 V의 전계를 보였으며, 1.44 lm / W의 광 효율을 보이는 녹색 발광을 나타내었다.The fabricated device showed an electric field of 9.94 V at a forward current density of 100 mA / cm 2 and showed green light emission with a light efficiency of 1.44 lm / W.
이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기 판상에 형성한 박막과 정공수송층 사이에 층을 형성한 상기 화학식 1-18의 화합물이 정공주입 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.As described above, when the device operates at the driving voltage and emits light, the compound of Formula 1-18, which forms a layer between the thin film formed on the substrate and the hole transport layer, functions as a hole injection.
본 발명의 화합물은 유기 발광 소자에서 유기물층 물질, 특히 정공주입 물질 및/또는 정공수송 물질로 사용될 수 있으며, 이 화합물을 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다. The compound of the present invention can be used as an organic layer material, especially a hole injection material and / or a hole transport material in the organic light emitting device, when the compound is used in the organic light emitting device to lower the driving voltage of the device, improve the light efficiency, the compound Thermal stability of the device can improve the life characteristics of the device.
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