KR100669724B1 - 터페닐계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

터페닐계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 청색 인광 호스트인 터페닐계 화합물을 제공한다. 상술한 터페닐계 화합물은 청색 인광 호스트로서 유기 전계 발광 소자에 적용할 때 발광 효율, 휘도, 색순도 및 수명 특성이 우수하여 고효율의 소자 특성을 얻을 수 있다.

Description

터페닐계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자{Terphenyl-based compound and organic electroluminescence display device employing the same}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 화학식 5로 표시되는 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이고,
도 3은 본 발명의 화학식 5로 표시되는 화합물의 용액 상태에서의 PL(photoluminescence)스펙트럼을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 화학식 4로 표시되는 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이고,
도 5는 본 발명의 화학식 4로 표시되는 화합물의 용액 상태에서의 PL(photoluminescence)스펙트럼을 나타내는 도면이다.
본 발명은 터페닐계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는, 터페닐계 화합물과 이를 청색 인광 호스트로서 사용하고 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
일반적인 유기 전계 발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다.
상기 애노드 및 캐소드간에 전압을 인가하면 애노드로부터 주입된 홀은 홀 수송층을 경유하여 발광층에 이동된다.
한편, 전자는 캐소드로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층에 주입되고 발광층 영역에서 캐리어들이 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변화되고, 이로 인하여 발광층의 분자가 발광함으로서 화상이 형성된다.
발광 재료는 그 발광 메카니즘에 따라 일중항 상태의 엑시톤을 이용하는 형광 재료와 삼중항 상태를 이용하는 인광 재료로 나뉜다. 인광 재료는 일반적으로 무거운 원자를 함유하는 유기금속 화합물 구조를 가지고 있으며 무거운 원자에 의해 원래 금지 전이이던 삼중항 상태의 엑시톤이 허용 전이를 거쳐 발광 하게 된다. 인광 재료는 75% 생성 확률을 갖는 삼중항 엑시톤을 사용할 수 있게 되어 25% 생성확률을 갖는 일중항 엑시톤을 이용하는 형광 재료보다 매우 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
인광 재료를 이용한 발광층은 호스트 물질과 이로부터 에너지를 전이받아 발광하는 도펀트 물질로 구성되어 있는데 도펀트 물질로는 이리듐 화합물을 이용한 여러 재료들이 보고되고 있다(미국 특허 공개 20020034656A 및 미국 특허 공개 20010053463A). 특히 청색 발광 재료로는 (4,6-F2ppy)2Irpic 이나 fluorinated ppy 리간드 구조를 기본으로 하는 Ir 화합물이 개발되었으며 이들 물질의 호스트 재료 로는 하기 구조식을 갖는 4,4'-N,N'-디카바졸비페닐 (CBP) 물질이 많이 사용되고 있다.
Figure 112004039866730-pat00001
상기한 CBP 분자는 그 삼중항 상태의 에너지 밴드 갭(band gap)이 녹색, 적색 재료의 에너지 갭에는 충분한 에너지 전이를 가능케 하지만 청색 재료의 에너지 갭보다는 적어 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 재료에서도 발열 에너지 전이가 아닌 매우 비효율적인 흡열 전이가 일어난다고 보고되고 있다.
이러한 결과로 CBP 호스트는 청색 도펀트로의 에너지 전이가 충분하지 못하므로 청색 발광 효율이 낮고 수명이 짧은 문제점들의 원인으로 지적되고 있다. 최근에 CBP 보다 더 큰 삼중한 에너지 갭을 갖는 mCP (1,3-bis(carbazol-9-yl)-benzene) 화합물이 제안되고 있으나 이 화합물은 분자량이 너무 작고 안정성이 떨어지는 등의 문제점을 갖고 있다. 따라서 고효율 장수명 청색 발광 특성을 얻기 위해서는 CBP 보다 삼중항 에너지 갭이 더 커서 청색 도펀트로의 에너지 전이가 효율적인 호스트 재료의 확보가 매우 중요하고 시급하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 기존의 청색 인광 호스트 물질이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 적절한 분자량을 가지고 있어 열적 안 정성을 유지하며 CBP 보다 큰 삼중항 에너지 갭을 갖고 있을 뿐만 아니라, 청색 도펀트로의 에너지 전이가 효과적인 인광 호스트 물질을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 인광 호스트 물질을 이용하여 효율 특성이 개선된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 터페닐계 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112004039866730-pat00002
상기식중, R1 내지 R40은 서로에 관계없이 수소, 하이드록시기, 시아노기, 티올기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C5-C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C7-C30의 아릴카르보닐기, C1-C30의 알킬티오기, 또는 -N(R')(R'')(상기식중, R'과 R''는 서로에 관계없이 수소 또는 C1-C30의 알킬기)이다.
본 발명의 기술적 과제는 한 쌍의 전극 사이에 구비되어 있는 유기막을 포함하고 있는 유기 전계 발광 소자에 있어서,
상기 유기막이 상술한 터페닐계 화합물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자에 의하여 이루어진다.
상기 유기막은 발광층이며, 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 발광층에서 도펀트의 함량은 발광층의 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 3 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 터페닐계 화합물은 기존에 사용되던 mCP 구조가 분자량이 너무 작아 소자 내의 비정질 막이 열적으로 불안정한 것을 보완하기 위하여 구조적으로 비틀어져 있는 터페닐(terphenyl) 구조를 이용하여 페닐 고리에 두개의 mCP 구조를 결합시킨 것과 같은 구조로서 에너지 밴드 갭은 mCP 의 밴드갭을 유지하면서도 분자량이 큰 분자 구조이다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 터페닐계 화합물은 상기한 바와 같은 분자 구조로 인하여 삼중항 상태의 에너지 밴드 갭은 청색 도펀트로의 에너지 밴드 갭보다 더 큰 에너지 값을 가지므로 호스트로부터 도펀트로의 에너지 전이가 효율적으로 일어나게 되어 높은 효율의 발광 특성을 나타내게 된다.
또한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 화학식 1 의 화합물을 이용하여 발광층 또는 발광층에 호스트로서 유기막을 형성하며, 통상적인 청색 발광 화합물을 사용한 경우와 비교하여 고효율 발광이 가능하여 저소비전력 효과가 있다.
상기 화학식 1에서 상기 R1-R8은 서로 독립적으로 수소, C1-C30의 알킬기, 할로겐 원자, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기 또는 시아노기이고, 상기 R9-R40은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, sec-부틸, t-아밀, 네오펜틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 퍼플루오로알킬, 아릴, 벤질, 헤테로아릴, 4-(터트-부틸)벤질, 3,5-디-(터트-부틸)벤질, 3,5-디-(이소프로필)벤질,나프틸, 페닐, 퓨릴(furyl), 티에닐, 피리딜, 시아노, 또는 할로겐 원자인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1의 터페닐계 화합물은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112004039866730-pat00003
상기식중, R1 및 R2는 모두 C1-C10의 알킬기이고,
R11, R14, R19, R22, R27, R30, R 35, R38은 모두 수소, 할로겐 원자 또는 C1-C10의 알킬기이다.
[화학식 3]
Figure 112004039866730-pat00004
상기식중, R5 및 R7은 모두 C1-C10의 알킬기이고,
R11, R14, R19, R22, R27, R30, R 35, R38은 모두 수소, 할로겐 원자 또는 C1-C10의 알킬기이다.
상기 화학식 2 및 3에서 C1-C10의 알킬기의 예로서 메틸기, 에틸기 등이 있고, 그중에서도 메틸기인 것이 바람직하다.
상술한 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4, 5, 6으로 표시되는 화합물중의 하나인 것이 바람직하다.
[화학식 4]
Figure 112004039866730-pat00005
[화학식 5]
Figure 112004039866730-pat00006
[화학식 6]
Figure 112004039866730-pat00007
상술한 화학식 3으로 표시되는 화합물이 하기 화학식 7-9로 표시되는 화합물중의 하나인 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure 112004039866730-pat00008
[화학식 8]
Figure 112004039866730-pat00009
[화학식 9]
Figure 112004039866730-pat00010
이하, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 살펴보기로 한다. 본 발명의 화학식 1로 표시되는 터페닐계 화합물은 인용문헌 (J. Am. Chem. Soc. 123, 7727, 2001, Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, 1, 249-262, 2002)의 방법을 이용하여 제조가능하며, 이러한 인용문헌은 본원발명에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명의 터페닐계 화합물중 화학식 2의 화합물(R1 및 R2는 모두 알킬기(R')이고, R11, R14, R19, R22, R27, R30, R35, R38은 모두 알킬기(R)인 경우)을 예로 들어 합성방법을 살펴보기로 한다.
먼저, 카바졸 화합물과 N-브로모숙신이미드를 반응하여 3,6-디브로모카바졸을 합성한다. 그리고 나서, 3,6-디브로모카바졸을 그리냐드 시약인 알킬마그네슘브로아미드과 반응하여 3,6-디알킬카바졸(A)을 합성한다.
[반응식 1]
Figure 112004039866730-pat00011
그 후, 상기 3,6-디알킬카바졸(A)을 1,3,5-트리브로모벤젠과 반응하여 1-브로모-3,5-디(3,8-디알킬카바졸릴)벤젠(B)을 얻는다.
[반응식 2]
Figure 112004039866730-pat00012
(B)
그 후, 상기 3,6-디알킬카바졸(A)을 1,3,5-트리브로모벤젠과 반응하여 1-브로모-3,5-디(3,8-디알킬카바졸릴)벤젠(B)을 얻는다.
[반응식 3]
Figure 112004039866730-pat00013
비스-(1,4-디알킬-2,5-페닐)-4,4,5,5,-테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인(dioxaborolane )와 반응시켜 화학식 2의 카바졸 화합물을 얻을 수 있게 된다.
[반응식 4]
Figure 112004039866730-pat00014
상기 비스-(1,4-디메틸-2,5-페닐)-4,4,5,5,-테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인 은 1,4-디브로모-2,5-디알킬벤젠과 알킬리튬을 이용하여 제조할수 있다.
[반응식 5]
Figure 112004039866730-pat00015
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 C1-C30의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1-C30의 알킬기, C1-C30의 알케닐기, C1-C30의 알키닐기, C6-C30의 아릴기, C7-C30의 아릴알킬기, C2-C20의 헤테로아릴기, 또는 C3-C30의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 C1-C30의 알콕시기의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 페닐옥시, 시클로헥실옥시, 나프틸옥시, 이소프로필옥시, 디페닐옥시 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 아릴기는 단독 또는 조합하여 사용되어, 하나 이상의 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 30개의 방향족 탄소 고리를 시의미하며 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸 등을 포함한다. 상기 아릴기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 아릴옥시기의 예로는 페닐옥시, 나프틸렌옥시, 디페닐옥시 등이 있다. 상기 아릴옥시기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화학식에서 사용되는 비치환된 아릴알킬기는 상기 정의된 바와 같은 아릴기에서 수소원자 중 일부가 저급알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 등과 같은 그룹으로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어 벤질, 페닐에틸 등이 있다. 상기 아릴알킬기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용하는 비치환된 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 C인 고리원자수 6 내지 70의 1가 모노사이클릭 또는 비사이클릭 방향족 2가 유기 화합물을 의미한다. 헤테로아릴기의 예로서, 티에닐, 피리딜, 퓨릴(furyl) 등이 있다. 상기 헤테로아릴기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 비치환된 헤테로아릴옥시기는 상기 정의된 바와 같은 헤테로아릴기에 산소가 결합된 것을 의미한다. 예를 들어 벤질옥시, 페닐에틸옥시 등이 있다. 상기 헤테로아릴옥시기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경 우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용하는 비치환된 아릴알킬옥시기의 예로는 벤질옥시기 등이 있고, 상기 아르알킬옥시기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 비치환된 헤테로아릴알킬기는 상기 헤테로아릴기의 수소원자 일부가 알킬기로 치환된 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴알킬기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에서 사용하는 비치환된 사이클로알킬기의 예로는 사이클로헥실기, 사이클로펜틸기 등이 있고, 사이클로알킬기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 C1-C30의 알킬카르보닐기의 구체적인 예로서, 아세틸, 에틸카르보닐, 이소프로필카르보닐, 페닐카르보닐, 나프탈렌카르보닐, 디페닐카르보닐, 시클로헥실카르보닐 등이 있고, 이들 알킬카르보닐기중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 발명의 화학식에서 사용된 비치환된 C7-C30의 아릴카르보닐기의 구체적인 예로서, 페닐카르보닐, 나프탈렌카르보닐, 디페닐카르보닐, 등이 있고, 이들 아릴카르보닐기중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 살펴보기로 한ek.
도 1은 본 발명 및 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도 이다. 먼저 기판 상부에 제1전극인 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드 전극을 형성한다. 여기에서 기판으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO)등을 사용한다.
상기 애노드 전극 상부에 홀 주입층 물질을 진공, 또는 스핀 코팅한다. 상기 홀 주입층 물질로는 특별히 제한되지 않으며 구리 프탈로시아닌(CuPc) 또는 IDE406(이데미츠사)을 홀 주입층으로 사용할 수 있다. 홀 수송층 물질을 진공 증착 또는 스핀 코팅하여 홀 수송층을 형성한다. 상기 홀 수송층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, N,N'-비스(3-메틸페닐)- N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘 등이 사용된다.
이어서 홀 수송층 상부에 발광층을 형성하는데, 발광층 형성 재료로서 화학식 1의 터페닐계 화합물을 단독으로 사용할 수 있다. 또는 발광층 형성시 본 발명의 화학식 1의 터페닐계 화합물과 통상적인 도펀트가 공통 증착될 수 있다. 여기에서 도펀트의 함량은 특별히 제한 되지 않으나, 발광층의 총중량 즉, 호스트와 도펀트 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 3 내지 30 중량부이다. 만약 도펀트의 상기 함량 범위를 벗어나면 발광 재료 특성이 저하되어 바람직하지 못하다. 상기 도펀트의 비제한적인 예로서 (4,6-F2ppy)2Irpic 등을 들 수 있다.
또한 발광층위에 전자 수송층이 진공 증착 방법,또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성한다. 전자 수송층 재료로서는 Alq3를 이용할수 있다. 또한 전자수송층위에 전자 주입층이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다. 전자 주입층으로서는 LiF, NaCl, CsF 등의 물질을 이용할 수 있다.
그리고 나서, 전자 주입층 상부에 제2전극인 캐소드 형성용 금속을 진공 증착하여 캐소드 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등이 이용된다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 애노드 전극, 홀주입층, 홀수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드 전극에 필요에 따라 한층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
시약
카바졸, N-브로모숙신이미드, 메틸마그네슘 브로마이드, 1,3,5-트리브로모벤젠, 1,4-디브로모-2,5-디메틸벤젠은 TCI 제품을 사용하였으며 CH2Cl2, THF, Cu, 니트로벤젠, 포타슘 카보네이트, n-헥산, n-BuLi, 2-이소프로폭시-4,4,5,5,-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤레인, 톨루엔, 에탄올, 탄산나트륨은 와코(Wako)사 제품을 사용하였고 Ni(II)(dppp)2Cl2, Pd(PPh3)4은 알드리치사 제품을 사용하였다.
합성예 1: 3,6 - 디브로모카바졸 (A)의 제조
카바졸 22.5g(134.5mmol) 과 N-브로모숙신이미드 47.88g(269mmol)을 MDC (메틸렌 클로라이드) 용매내에서 10시간 교반하여 반응시켜 24g의 3,6-디브로모카바졸(A)을 얻었다. 이 때 수율은 약 55%이다.
합성예 2: 3,6- 디메틸카바졸 (B)(R= 메틸 )의 제조
합성예 1에서 얻어진 3,6-디브로모카바졸(A) 22.8g(70.27mmol) 를 2당량의 1M 메틸마그네슘 브로마이드의 THF 용액에 부가하고 Ni(II)(dppp)2Cl2 와 함께 40℃에서 72시간 동안 가열하여 3,6-디메틸카바졸(B)(R=메틸) 8g 을 얻었다. 수율은 약 58% 이다.
합성예 3:1- 브로모 -3,5- 디 (3,8- 디메틸카바졸릴 )벤젠(C)(R= 메틸 )의 제조
2당량의 3,6-디메틸카바졸(B) 7.7g(39.26mmol) 과 1,3,5-트리브로모벤젠 6.2g(19.63mmol) 을 니트로벤젠 50mL 에 넣고 Cu 0.5g, K2CO3 8.2g 과 함께 24시간 동안 가열하여 반응시켜 1-브로모-3,5-디(3,8-디메틸카바졸릴)벤젠 2.4g 을 얻었다. 수율은 23% 이다.
합성예 4: 비스-(1,4-디메틸-2,5-페닐)-4,4,5,5,-테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인 (dioxaborolane)(D)(R'=메틸)의 제조
1,4-디브로모-2,5-디메틸벤젠 25g(94.71mmol)을 n-BuLi이 들어 있는 n-헥산 154ml에 넣고 -65℃에서 1시간 동안 반응시킨 후, 여기에 2-이소프로폭시-4,4,5,5,-테트라메틸-[1,3,2]디옥소보롤레인 52.9g을 부가하고 -50℃에서 30분 정도 교반한 후 온도를 높여 실온에서 5시간동안 반응시켜 비스-(1,4-디메틸-2,5-페닐)-4,4,5,5,-테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인 (D) 0.8g 을 얻었다.(수율: 2.4%).
합성예 5: 화학식 5의 화합물의 제조
상기 실시예 4에서 얻은 비스-(1,4-디메틸-2,5-페닐)-4,4,5,5,-테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인 0.74g (2.067mmol) 과 2당량의 1-브로모-3,5-디(3,8-디메틸카바졸릴)벤젠 2.27g(4.175mmol) 을 Pd(PPh3)4 촉매를 사용하여 톨루엔, EtOH 및 물 혼합용매 80ml에서 80℃, 12 시간동안 반응시켜 화학식 5의 화합물 1.4g을 얻었다. 수율은 71.4% 이다.
상기 화학식 5의 화합물의 구조는 도 2의 1H-NMR 스펙트럼을 통하여 확인하였다.
상기 합성예 5에 따라 제조된 화학식 5로 표시되는 물질의 클로로포름 용액에서의 자외선 흡수 및 PL(photoluminescence)스펙트럼을 조사하여 도 3에 나타내었다. 이로부터, 화학식 5의 화합물이 가지는 에너지 갭이 CBP 보다 큼을 알 수 있었다. 따라서 (4,6-F2ppy)2Irpic 와 같은 blue 인광 물질의 호스트로서 더 적당한 HOMO-LUMO 갭을 가진다고 할 수 있다.
합성예 6: 화학식 4의 화합물의 제조
상기 실시예 3에서 3,6-디메틸카바졸 대신 2당량의 카바졸 7.2g(43.06mmol) 을 사용하여 같은 반응을 시키면 1-브로모-3,5-디카바졸릴벤젠 2.2g을 얻을 수 있다. 수율은 21.2%이다. 실시예 4에서 얻은 비스-(1,4-디메틸-2,5-페닐)-4,4,5,5,- 테트라메틸-1,3-디옥사보롤레인 0.8g(2.234mmol) 과 1-브로모-3,5-디카바졸릴벤젠 2.2g(4.514mmol) 을 실시예 5의 방법과 같이 반응시켜 화학식 4의 화합물을 제조하였다. 수율은 64.5%이다.
상기 화학식 4의 화합물의 구조는 도 4의 1H-NMR 스펙트럼을 통하여 확인하였다.
상기 합성예 6에 따라 제조된 화학식 5로 표시되는 물질의 클로로포름 용액에서의 자외선 흡수 및 PL(photoluminescence)스펙트럼을 조사하여 도 5에 나타내었다. 이로부터, 화학식 5와 마찬가지로 CBP 보다 크고 blue 인광 물질에 적합한 에너지 갭을 가지는 물질임을 알 수 있었다.
실시예 1. 유기 전계 발광 소자의 제작
애노드는 코닝사의 10 Ω/㎠ ITO 기판을 사용하였고, 상기 기판 상부에 IDE406을 진공 증착하여 홀 주입층을 600Å 두께로 형성하였다.
이어서, 상기 홀 주입층 상부에 상기 TPD 화합물을 300Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
상술한 바와 같이 정공 수송층을 형성한 후, 이 정공 수송층 상부에 호스트인 화학식 5의 화합물 98 중량부와 도펀트인 TEB002(코비온사) 10 중량부를 이용하여 약 300Å의 두께로 발광층을 형성하였다.
그 후 상기 발광층 상부에 BCP을 진공 증착하여 50Å 두께의 HBL층을 형성하였다. 이어서, 상기 발광층 상부에 Alq3를 진공 증착하여 200Å 두께의 전자 수송 층을 형성하였다. 이 전자 수송층 상부에 LiF 10 Å과 Al 3000 Å을 순차적으로 진공 증착하여 LiF/Al 전극을 형성함으로써 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
상기 실시예 1에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 효율, 구동전압, 휘도, 색순도 및 수명 특성을 조사하였다.
상기 유기 전계 발광 소자는 구동전압, 효율, 휘도, 색순도 및 수명 특성이 우수하게 나타났다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 터페닐계 화합물은 특히 청색 인광 호스트로서 유기 전계 발광 소자에 적용 할 때 발광 효율, 휘도, 색순도 및 수명 특성이 우수하여 고효율의 소자 특성을 얻을 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 터페닐계 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112006045383700-pat00016
    상기식중, R1 내지 R40은 서로에 관계없이 수소, 할로겐 원자, 하이드록시기, 시아노기, 티올기, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C5-C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C30의 알킬카르보닐기, 치환 또는 비치환된 C7-C30의 아릴카르보닐기, C1-C30의 알킬티오기 또는 -N(R')(R'')(상기식중, R'과 R''는 서로에 관계없이 수소 또는 C1-C30의 알킬기)이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 R1-R8은 서로 독립적으로 수소, C1-C30의 알킬기, 할로겐 원자, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기 또는 시아노기인 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 R9-R40은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, 이소프로필, t-부틸, sec-부틸, t-아밀, 네오펜틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 퍼플루오로알킬, 아릴, 벤질, 헤테로아릴, 4-(터트-부틸)벤질, 3,5-디-(터트-부틸)벤질, 3,5-디-(이소프로필)벤질,나프틸, 페닐, 퓨릴(furyl), 티에닐, 피리딜, 시아노, 또는 할로겐 원자인 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
    [화학식 2]
    Figure 112004039866730-pat00017
    상기식중, R1 및 R2는 모두 C1-C10의 알킬기이고,
    R11, R14, R19, R22, R27, R30, R 35, R38은 모두 수소, 할로겐 원자 또는 C1-C10의 알킬기이다.
  5. 제4항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식 4, 5, 6으로 표시되는 화합물중의 하나인 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
    [화학식 4]
    Figure 112004039866730-pat00018
    [화학식 5]
    Figure 112004039866730-pat00019
    [화학식 6]
    Figure 112004039866730-pat00020
  6. 제1항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식 3로 표시되는 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
    [화학식 3]
    Figure 112004039866730-pat00021
    상기식중, R5 및 R7은 모두 C1-C10의 알킬기이고,
    R11, R14, R19, R22, R27, R30, R 35, R38은 모두 수소, 할로겐 원자 또는 C1-C10의 알킬기이다.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식 7-9로 표시되는 화합물중의 하나인 것을 특징으로 하는 터페닐계 화합물.
    [화학식 7]
    Figure 112004039866730-pat00022
    [화학식 8]
    Figure 112004039866730-pat00023
    [화학식 9]
    Figure 112004039866730-pat00024
  8. 한 쌍의 전극 사이에 구비되어 있는 유기막을 포함하고 있는 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 유기막이 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 터페닐계 화합물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유기막이 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발 광 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 발광층이 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 발광층에서 도펀트의 함량은 발광층의 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 3 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199550A (ja) 1998-01-09 1999-07-27 Sankio Chem Co Ltd アリールアミンの製造方法
JP2000186066A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Minolta Co Ltd 新規アミノ化合物とその製造方法、及び用途
JP2002008860A (ja) 2000-04-18 2002-01-11 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
JP2003031371A (ja) 2001-07-17 2003-01-31 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子及び青色発光素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199550A (ja) 1998-01-09 1999-07-27 Sankio Chem Co Ltd アリールアミンの製造方法
JP2000186066A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Minolta Co Ltd 新規アミノ化合物とその製造方法、及び用途
JP2002008860A (ja) 2000-04-18 2002-01-11 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
JP2003031371A (ja) 2001-07-17 2003-01-31 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子及び青色発光素子

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