KR100799223B1 - Hole injecting material and organic electroluminescent device comprising same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 1의 화합물 및 이를 정공 주입층 재료로 포함하는 유기전기발광소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 정공 주입층으로 유기전기발광소자에 포함되어 전기적 안정성 및 발광효율을 향상시키며 고휘도 발광 및 높은 색순도 구현이 가능한 적색 발광을 나타내게 한다.The present invention relates to a compound of formula 1 and an organic electroluminescent device comprising the same as a hole injection layer material, the compound of formula 1 according to the invention is included in the organic electroluminescent device as a hole injection layer electrical stability and luminous efficiency It is possible to improve red light emission and to realize high luminance and high color purity.
상기 식에서,Where
R1은 수소, 할로겐, 또는 치환되거나 비치환된 C1-6 알킬 또는 C6-18 아릴이다.R 1 is hydrogen, halogen, or substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl or C 6-18 aryl.
Description
도 1은 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 개략적인 구조단면도이고, 1 is a schematic structural cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 5에서 제조된 유기전기발광소자의 개략적인 구조단면도이고,Figure 2 is a schematic structural cross-sectional view of the organic electroluminescent device manufactured in Examples 1 to 5 of the present invention,
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예에서 제조된 유기전기발광소자들의 구동전압과 휘도의 상관관계를 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing the correlation between the driving voltage and the brightness of the organic electroluminescent devices manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples of the present invention,
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예에서 제조된 유기전기발광소자들의 구동전압과 발광효율의 상관관계를 나타낸 그래프이고,4 is a graph showing a correlation between driving voltage and luminous efficiency of organic electroluminescent devices manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예에서 제조된 유기전기발광소자들의 시간 경과에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a luminance change over time of the organic electroluminescent devices manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples of the present invention.
본 발명은 낮은 구동전압 특성을 갖는 정공 주입층 재료 및 이를 포함하는 유기전기발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a hole injection layer material having a low driving voltage characteristics and an organic electroluminescent device comprising the same.
평판 표시소자는 최근들어 급성장세를 보이고 있는 인터넷을 중심으로 고도의 영상 정보화 사회를 지탱하는 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 특히, 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기전기발광소자(유기EL소자)는, 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(liquid crystal display, LCD)에 비해 시야각 및 대조비 등이 우수하고, 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며, 소비전력 측면에서도 유리한 장점을 가진다. 또한, 응답속도가 빠르며, 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다. The flat panel display plays a very important role in supporting a highly visual information society, centered on the internet, which is rapidly growing in recent years. In particular, organic electroluminescent devices (organic EL devices) capable of low voltage driving with self-luminous type have superior viewing angles and contrast ratios compared to liquid crystal displays (LCDs), which are mainstream flat panel displays, and require no backlight. Light weight and thinness are possible, and it has an advantage in terms of power consumption. In addition, the fast response speed and wide color reproduction range have attracted attention as a next generation display device.
일반적으로, 유기EL소자는 투명전극으로 이루어진 양극(anode), 발광영역을 포함하는 유기박막 및 금속전극(cathode)의 순으로 유리기판 위에 형성된다. 이때, 유기박막은 발광층(emitting layer, EML) 외에 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 또는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 포함할 수 있으며, 발광층의 발광특성상 전자 차단층(electron blocking layer, EBL) 또는 정공 차단층(hole blocking layer, HBL)을 추가로 포함할 수 있다. In general, an organic EL device is formed on a glass substrate in order of an anode made of a transparent electrode, an organic thin film including a light emitting region, and a metal electrode. In this case, the organic thin film may include a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an electron transport layer (ETL), or an electron injection layer (electron injection) in addition to the emitting layer (EML). layer, EIL), and may further include an electron blocking layer (EBL) or a hole blocking layer (HBL) due to light emission characteristics of the light emitting layer.
이러한 구조의 유기EL소자에 전기장이 가해지면 양극으로부터 정공이 주입되고 음극으로부터 전자가 주입되며, 주입된 정공과 전자는 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 거쳐 발광층에서 재조합(recombination)하여 발광여기자(exitons)를 형성한다. 형성된 발광여기자는 바닥상태(ground states)로 전이하면서 빛을 방출하는데, 이때, 발광 상태의 효율과 안정성을 증가시키기 위해 발광 색소(게스트)를 발 광층(호스트)에 도핑하기도 한다. When an electric field is applied to the organic EL device having such a structure, holes are injected from the anode and electrons are injected from the cathode, and the injected holes and electrons are recombined in the emission layer through the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and emit excitons. To form. The formed light exciton emits light as it transitions to ground states, in which a light emitting layer (guest) is doped into the light emitting layer (host) to increase the efficiency and stability of the light emitting state.
이러한 유기전기발광소자를 다양한 디스플레이 매체에 활용하기 위해서는 무엇보다 소자의 수명이 중요하며, 현재 유기전기발광소자의 수명을 증가시키기 위한 여러 연구들이 진행되고 있다. 특히, 유기전기발광소자의 우수한 수명특성을 위해 양극과 정공 수송층 사이에 삽입되는 정공 주입층(hole injection layer) 또는 완충층(buffer layer)으로 삽입되는 유기물질에 관해 여러 연구가 진행되고 있으며(S. A. Van Slyke 등, Appl. Phys. Lett., 69, 2160, 1996), 이를 위해 양극으로부터 유기층으로의 높은 정공 주입 특성을 부여하면서 증착 후 박막 형성시 균일도가 높고 결정화도가 낮은 정공 주입층 재료가 요구되고 있다(Youngkyoo Kim 등, Appl. Phys. Lett., 82, 2200, 2003).In order to utilize the organic electroluminescent device in various display media, the life of the device is important, and various studies are currently being conducted to increase the life of the organic electroluminescent device. In particular, various studies have been conducted on organic materials inserted into a hole injection layer or a buffer layer inserted between the anode and the hole transport layer for excellent life characteristics of the organic light emitting device (SA Van Slyke et al. , Appl. Phys. Lett. , 69, 2160, 1996) .As a result, there is a demand for a hole injection layer material having high uniformity and low crystallinity when forming a thin film after deposition while providing high hole injection characteristics from an anode to an organic layer. (Youngkyoo Kim et al. , Appl. Phys. Lett. , 82, 2200, 2003).
또한, 유기전기발광소자의 수명단축의 원인 중 하나인 양극전극(ITO)으로부터 금속 산화물이 유기층으로 침투 확산되는 것을 지연시키며(C. O. Poon 등, Appl. Phys. Lett., 82, 155, 2003), 소자 구동시 발생되는 주울열(Joule heating)에 대해서도 안정된 특성, 즉 높은 유리 전이 온도를 갖는 정공 주입층 재료에 대한 개발이 필요하다(Shizuo Tokito, Appl. Phys. Lett., 70(15), 1929, 1997). In addition, by delaying the diffusion of the metal oxide into the organic layer from the anode electrode (ITO), which is one of the causes of shortening the life of the organic electroluminescent device (CO Poon et al. , Appl. Phys. Lett. , 82, 155, 2003), There is a need for the development of a hole injection layer material having stable characteristics, that is, a high glass transition temperature, for Joule heating generated during device driving (Shizuo Tokito, Appl. Phys. Lett. , 70 ( 15 ), 1929). , 1997).
그러나, 지금까지 연구된 정공 주입층 재료의 정공 주입 능력 측면에서의 발광효율 및 소자 수명 특성은 여전히 문제점을 갖고 있어 장수명의 소자 개발에 많은 어려움이 있다.However, the luminous efficiency and device lifetime characteristics in terms of hole injection ability of the hole injection layer material studied so far have problems, and thus there are many difficulties in developing a long-life device.
따라서, 본 발명의 목적은 낮은 구동전압 특성을 갖는 정공 주입층 재료 및 이를 포함하는 유기전기발광소자를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hole injection layer material having a low driving voltage characteristic and an organic electroluminescent device comprising the same.
상기 목적에 따라, 본 발명에서는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다:In accordance with the above object, the present invention provides a compound of the formula:
화학식 1
상기 식에서, Where
R1은 수소, 할로겐, 또는 치환되거나 비치환된 C1-6 알킬 또는 C6-18 아릴이다.R 1 is hydrogen, halogen, or substituted or unsubstituted C 1-6 alkyl or C 6-18 aryl.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 상기 화학식 1에서 R1이 수소; 할로겐; -CH3, -CH2CH3, -CH(CH3)2, -C(CH3)3 및 -CH2(CH2)2CH3 중에서 선택된 알킬; 또는 페 닐, 4-알킬화 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸 및 안트라센일 중에서 선택된 아릴인 것이 바람직하다.Compound of
본 발명의 화학식 1의 화합물의 바람직한 예들을 하기 화학식 1a 내지 1e에 나타내었다.Preferred examples of the compound of
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본 발명의 화합물은, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 문헌[Krzysztof Danel, Chem. Mater., 14, 3860-3865, 2002]에 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다.Compounds of the present invention, as shown in
즉, N,N-페닐-1,4-페닐렌 다이아민 화합물과 브로모아로마틱 화합물을 나트륨 t-부톡사이드 및 무수 자일렌 촉매 하에 교반 후, 트리-t-부틸포스핀(P(tBu)3) 및 팔라듐아세테이트(Pd(OAc)2)를 첨가하여 25℃ 내지 150℃ 범위에서 2 내지 24시간 동안 환류반응시킨 다음, 얻어진 화합물을 1,4-다이브로모다이페닐 화합물과 다시 나트륨 t-부톡사이드(NaOtBu, 20mol) 및 무수 자일렌 촉매 하에 교반 후, 트리-t-부틸포스핀(P(tBu)3) 및 팔라듐아세테이트(Pd(OAc)2)를 첨가하여 25℃ 내지 150℃ 범위에서 2 내지 24시간 동안 환류반응시켜 본 발명의 화학식 1의 화합물을 제조할 수 있다. That is, after stirring the N, N-phenyl-1,4-phenylene diamine compound and the bromoaromatic compound under sodium t -butoxide and anhydrous xylene catalyst, tri- t -butylphosphine (P ( t Bu) 3 ) and palladium acetate (Pd (OAc) 2 ) were added to reflux for 2 to 24 hours in the range of 25 ° C. to 150 ° C., and the obtained compound was again reacted with 1,4-dibromodiphenyl compound and sodium t -butoxide. After stirring under a side (NaO t Bu, 20 mol) and anhydrous xylene catalyst, tri- t -butylphosphine (P ( t Bu) 3 ) and palladium acetate (Pd (OAc) 2 ) were added to 25 ° C. to 150 ° C. The compound of
또한, 본 발명에서는, 상기 화합물을 정공 주입층 재료로 포함하는 유기전기발광소자를 제공한다. In addition, the present invention provides an organic electroluminescent device comprising the compound as a hole injection layer material.
일반적으로, 유기전기발광소자는 양극, 음극 및 두 전극 사이의 발광층을 하나의 구성단위로 포함하는 단층형이거나, 전하 수송층과 함께 양극, 발광층 및 음극이 순서대로 적층된 다층형 구조를 갖는다. In general, an organic electroluminescent device has a single layer type including a light emitting layer between an anode, a cathode, and two electrodes as one structural unit, or a multilayer structure in which an anode, a light emitting layer, and a cathode are sequentially stacked together with a charge transport layer.
이때, 하나의 발광층으로만 이루어진 단층형 소자보다는 발광층과 전하 수송층이 조합된 다층형 소자가 우수한 특성을 나타내며, 이는 발광물질과 전하 수송재료가 적절하게 조합됨으로써 전극으로부터 전하가 주입될 때 에너지 장벽이 감소되고, 전하 수송층이 전극으로부터 주입된 정공 또는 전자를 발광층 영역에 속박시킴으로써 주입된 정공과 전자의 수밀도가 균형을 이루도록 해주기 때문이다. 특히, 인광 발광소자의 경우에는 인광 발광물질의 발광 지속기간(emission duration)이 길기 때문에 효율을 증가시키기 위해서는 발광층에 정공을 가두어 오랫동안 정공이 발광층에 머물게 해야만 우수한 인광 발광특성을 나타내게 되므로 다층형 발광소자가 더 바람직하다. At this time, the multilayered device in which the light emitting layer and the charge transporting layer are combined is superior to the single-layered device consisting of only one light emitting layer, which is a combination of the light emitting material and the charge transporting material. This is because the charge transport layer binds the holes or electrons injected from the electrode to the light emitting layer region so that the number density of the injected holes and electrons is balanced. In particular, in the case of a phosphorescent light emitting device, since the emission duration of the phosphorescent material is long, in order to increase efficiency, it is necessary to trap holes in the light emitting layer so that the holes remain in the light emitting layer for a long time to show excellent phosphorescence properties. More preferred.
본 발명에 따른 유기전기발광소자의 개략적인 구조단면도를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 기본적인 유기전기발광소자는 투명전극(양극), 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 금속전극(음극)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어지며, 발광효율의 향상을 목적으로 발광층과 전자 수송층 사이에 정공 차단층을 포함하거나, 발광층과 전자 수송층 사이 및 발광층과 정공 수송층 사이에 각각 정공 차단층 및 전자 차단층을 추가로 포함 할 수 있다. A schematic cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to the present invention is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the basic organic electroluminescent device of the present invention has a structure in which a transparent electrode (anode), a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a metal electrode (cathode) are sequentially stacked. In order to improve luminous efficiency, a hole blocking layer may be included between the light emitting layer and the electron transporting layer, or a hole blocking layer and an electron blocking layer may be further included between the light emitting layer and the electron transporting layer and between the light emitting layer and the hole transporting layer, respectively. .
본 발명에 따른 유기전기발광소자에서 투명전극(양극) 및 금속전극(음극)은 통상적인 전극재료, 예를 들면, 투명전극은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 SnO2로, 금속전극은 Li, Mg, Ca, Ag, Al 및 In 등의 금속 또는 이들의 합금으로 각각 형성될 수 있으며, 금속전극의 경우 단층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다.In the organic electroluminescent device according to the present invention, the transparent electrode (anode) and the metal electrode (cathode) are conventional electrode materials, for example, the transparent electrode is indium tin oxide (ITO) or SnO 2 , and the metal electrode It may be formed of a metal such as Li, Mg, Ca, Ag, Al and In or an alloy thereof, and in the case of a metal electrode may have a single layer or a multilayer structure of two or more layers.
정공 주입층은 본 발명의 화학식 1의 화합물 중에서 선택된 1종을 포함할 수 있으며, 10 내지 60 ㎚ 두께로 형성될 수 있다.The hole injection layer may include one selected from the compounds of Formula 1 of the present invention, and may be formed to have a thickness of 10 to 60 nm.
정공 수송층은 통상적인 정공 수송물질, 예를 들면 하기 화학식 2의 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아민]비페닐(α-NPD) 및 하기 화학식 3의 N,N-디페닐-N,N-비스(3-메틸페닐)-1,1-비페닐-4,4-디아민(TPD) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있고, 별개의 층으로 하여 2층 이상 적층시킬 수도 있다. 정공 수송층은 5 내지 30 ㎚ 범위의 두께로 형성시킬 수 있다. The hole transport layer may be a conventional hole transport material, for example, 4,4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amine] biphenyl (α-NPD) of
발광층 및 전자 수송층은 통상적인 녹색발광물질, 예를 들면 하기 화학식 4의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3)을 포함할 수 있다. 발광층 및 전자 수송층은 각각 30 내지 40 ㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다. The light emitting layer and the electron transporting layer may include a conventional green light emitting material, for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) of Formula 4 below. The light emitting layer and the electron transporting layer may each be formed to a thickness in the range of 30 to 40 nm.
또한, 음극과 전자 수송층 사이에 삽입되는 전자 주입층 재료로는 통상적으로 LiF를 사용할 수 있으며, 0.5 내지 1.5 ㎚ 범위의 두께로 형성할 수 있다.In addition, as the electron injection layer material inserted between the cathode and the electron transport layer, LiF may be used, and may be formed to a thickness in the range of 0.5 to 1.5 nm.
상기 양극, 음극, 발광층, 주입층 및 수송층 등은 통상적인 증착방법에 의해 형성될 수 있다. The anode, cathode, light emitting layer, injection layer, and transport layer may be formed by a conventional deposition method.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 낮은 구동전압 특성으로 높은 정공 주입 능 력을 나타내어 유기전기발광소자에 포함되어 우수한 화학적 및 전기적 안정성, 및 발광효율을 나타내게 하므로, 유기전기발광소자의 전공 주입층 재료로서 유용하게 활용될 수 있다. The compound of Formula 1 of the present invention exhibits high hole injection ability with low driving voltage characteristics, and thus is included in the organic electroluminescent device to exhibit excellent chemical and electrical stability and luminous efficiency. It can be useful.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
제조예 1: 화학식 1a의 화합물의 제조Preparation Example 1 Preparation of Compound of Formula 1a
N,N-페닐-1,4-페닐렌 다이아민 26 g(0.1 mol), 브로모벤젠(Bromobenzene) 7.02 g(0.045mol), 나트륨 t-부톡사이드 4.8 g(0.05 mol) 및 무수 자이렌 200 ㎖를 플라스크에 넣고 10분 동안 교반시킨 후, 여기에 트리-t-부틸포스핀 0.1 ㎖(0.001 mol) 및 팔라듐 아세테이트 0.22 g(0.001 mol) 첨가하여 70℃에서 5시간 동안 환류반응 시켰다. 이를 메틸렌클로라이드(CH2Cl2, MC)로 추출하고 MC/MeOH 혼합물로 재결정한 후, 얻어진 반응생성물 16.8 g(0.05mol)과 1,4-다이브로모다이페닐 31.2 g(0.1 mol), 나트륨 t-부톡사이드 9.6 g(0.1 mol) 및 무수 자이렌 200 ㎖를 플라스크에 넣고 10분간 교반시켰다. 여기에 트리-t-부틸포스핀 0.1 ㎖(0.001 mol) 및 팔라듐 아세테이트 0.22 g(0.001 mol)을 첨가하여 70℃에서 5시간 동안 환류반응 시킨 후, 메틸렌클로라이드로 추출하고 MC/MeOH 혼합물로 재결정하여 본원 발명에 따른 화학식 1a의 화합물을 제조하였다.N, N-phenyl-1,4-phenylene diamine 26 g (0.1 mol), 7.02 g (0.045 mol) bromobenzene, 4.8 g (0.05 mol) sodium t- butoxide and
1H-NMR(300MHz, CDCl3) 7.25(d, 4H, J=4.5 Hz, 4H), 7.18(m, 12H), 6.54(m, 22H), 6.18(m, 8H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) 7.25 (d, 4H, J = 4.5 Hz, 4H), 7.18 (m, 12H), 6.54 (m, 22H), 6.18 (m, 8H)
13C-NMR(300MHz, CDCl3), 142.5, 141.6, 140.4, 136.8, 136.2, 131.0, 129.8, 129.1, 128.3, 122.9, 122.4, 122.1, 121.8, 121.7, 121.2, 120.8 13 C-NMR (300 MHz, CDCl 3 ), 142.5, 141.6, 140.4, 136.8, 136.2, 131.0, 129.8, 129.1, 128.3, 122.9, 122.4, 122.1, 121.8, 121.7, 121.2, 120.8
FAB-MS: 계산치 MW 822.37, m/e= 822.20FAB-MS: calculated MW 822.37, m / e = 822.20
제조예 2: 화학식 1b의 화합물의 제조Preparation Example 2 Preparation of Compound of Formula 1b
브로모벤젠 7.02 g(0.045mol) 대신 4-브로모톨루엔(4-Bromotoluene) 7.7 g(0.045 mol)을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 화학식 1b의 화합물을 제조하였다.A compound of Chemical Formula 1b of the present invention was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 7.7 g (0.045 mol) of 4-Bromotoluene was used instead of 7.02 g (0.045 mol) of bromobenzene. It was.
1H-NMR(300MHz, CDCl3) 7.23(d, 4H, J=4.2 Hz, 4H), 7.05(m, 10H), 6.54(m, 12H), 6.2(m, 18H). 2.43(s, 6H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) 7.23 (d, 4H, J = 4.2 Hz, 4H), 7.05 (m, 10H), 6.54 (m, 12H), 6.2 (m, 18H). 2.43 (s, 6H)
13C-NMR(300MHz, CDCl3), 141.9, 141.3, 138.2, 136.4, 136.0, 131.5, 131.8, 131,2, 129.4, 128.0, 128.7, 124.0, 123.08, 122.90, 122,75, 122.62, 122.33, 122.51, 122.32, 121.08, 21. 13 C-NMR (300 MHz, CDCl 3 ), 141.9, 141.3, 138.2, 136.4, 136.0, 131.5, 131.8, 131,2, 129.4, 128.0, 128.7, 124.0, 123.08, 122.90, 122,75, 122.62, 122.33, 122.51 , 122.32, 121.08, 21.
FAB-MS: 계산치 MW 850.40, m/e= 850.67FAB-MS: calculated MW 850.40, m / e = 850.67
제조예 3: 화학식 1c의 화합물의 제조Preparation Example 3 Preparation of Compound of Formula 1c
브로모벤젠 7.02 g(0.045mol) 대신 1-브로모-4-t-부틸벤젠 9.6 g(0.045 mol)을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 화학식 1c의 화합물을 제조하였다.A compound of Chemical Formula 1c of the present invention was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 9.6 g (0.045 mol) of 1-bromo-4 -t- butylbenzene was used instead of 7.02 g (0.045 mol) of bromobenzene. Prepared.
1H-NMR(300MHz, CDCl3) 7.42(d, J=5.8 Hz, 4H), 7.26(m, 12H), 6.40(m, 12H), 6.02(m, 16H). 1.45(s, 18H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) 7.42 (d, J = 5.8 Hz, 4H), 7.26 (m, 12H), 6.40 (m, 12H), 6.02 (m, 16H). 1.45 (s, 18 H)
13C-NMR(300MHz, CDCl3), 142.42, 141.35, 137.3, 136.4, 136.08, 131.45, 131.31, 131,15, 129.40, 129.02, 128.34, 124.07, 123.80, 123.22, 122,65, 122.52, 122.13, 122.01, 121.82, 121.08, 35.02, 34.87. 13 C-NMR (300 MHz, CDCl 3 ), 142.42, 141.35, 137.3, 136.4, 136.08, 131.45, 131.31, 131,15, 129.40, 129.02, 128.34, 124.07, 123.80, 123.22, 122,65, 122.52, 122.13, 122.01 , 121.82, 121.08, 35.02, 34.87.
FAB-MS: 계산치 MW 934.50, m/e= 934.23FAB-MS: calculated MW 934.50, m / e = 934.23
제조예 4: 화학식 1d의 화합물의 제조Preparation Example 4 Preparation of Compound of Formula 1d
브로모벤젠 7.02 g(0.045mol) 대신 1-브로모-4-페닐벤젠 10.5 g(0.045 mol)을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 화학식 1d의 화합물을 제조하였다.A compound of Chemical Formula 1d of the present invention was prepared by the same method as Preparation Example 1, except that 10.5 g (0.045 mol) of 1-bromo-4-phenylbenzene was used instead of 7.02 g (0.045 mol) of bromobenzene. .
1H-NMR(300MHz, CDCl3) 7.51(d, J=4.6 Hz, 4H), 7.33(m, 12H), 6.72(m, 18H), 6.24(m, 20H). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) 7.51 (d, J = 4.6 Hz, 4H), 7.33 (m, 12H), 6.72 (m, 18H), 6.24 (m, 20H).
13C-NMR(300MHz, CDCl3), 142.27, 141.15, 140.42, 137.3, 136.82, 136.50, 136.12, 131.75, 131.41, 131,15, 130.21, 129.54, 129.29, 128.74, 124.17, 123.88, 123.21, 122,75, 122.57, 122.31, 122.01, 121.72, 121.18, 120.57 13 C-NMR (300 MHz, CDCl 3 ), 142.27, 141.15, 140.42, 137.3, 136.82, 136.50, 136.12, 131.75, 131.41, 131,15, 130.21, 129.54, 129.29, 128.74, 124.17, 123.88, 123.21, 122,75 , 122.57, 122.31, 122.01, 121.72, 121.18, 120.57
FAB-MS: 계산치 MW 974.43, m/e= 974.03FAB-MS: calculated MW 974.43, m / e = 974.03
제조예 5: 화학식 1e의 화합물의 제조Preparation Example 5 Preparation of Compound of Formula 1e
브로모벤젠 7.02 g(0.045mol) 대신 파라브로모페닐톨루엔 11.1 g(0.045 mol)을 사용하는 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 본 발명의 화학식 1e의 화합물을 제조하였다.A compound of Chemical Formula 1e was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 11.1 g (0.045 mol) of parabromophenyltoluene was used instead of 7.02 g (0.045 mol) of bromobenzene.
1H-NMR(300MHz, CDCl3) 7.42(d, J=5.8 Hz, 4H), 7.11(m, 18H), 6.67(m, 18H), 6.00(m, 14H). 2.45(s, 6H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) 7.42 (d, J = 5.8 Hz, 4H), 7.11 (m, 18H), 6.67 (m, 18H), 6.00 (m, 14H). 2.45 (s, 6H)
13C-NMR(300MHz, CDCl3), 142.62, 142.05, 141.55, 137.37, 136.24, 136.08, 135.04, 131.65, 131.20, 131,32, 130.05, 129.44, 129.10, 128.14, 127.82, 124.17, 123.84, 123.42, 122,61, 122.42, 122.11, 122.03, 121.72, 121.28, 21.02 13 C-NMR (300 MHz, CDCl 3 ), 142.62, 142.05, 141.55, 137.37, 136.24, 136.08, 135.04, 131.65, 131.20, 131,32, 130.05, 129.44, 129.10, 128.14, 127.82, 124.17, 123.84, 123.84, 123.84 , 61, 122.42, 122.11, 122.03, 121.72, 121.28, 21.02
FAB-MS: 계산치 MW 1003.28, m/e= 1002.23FAB-MS: calculated MW 1003.28, m / e = 1002.23
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실시예 1 내지 5: 화학식 1a 내지 1e의 화합물을 이용한 유기전기발광소자의 제조Examples 1 to 5: Preparation of an organic electroluminescent device using the compound of formula 1a to 1e
물을 베이스로 한 세제, 초순수, 아이소프로필알콜 및 메탄올을 각각 순차적으로 사용하여 150 nm의 인듐 주석 산화물(ITO)로 코팅된 유리기판(아사히글래스사, 시트 저항 8 Ω/cm2)을 초음파 세척하여 투명전극(양극)을 제작하였다. 이 투명전극 위에 각각 화학식 1a 내지 1e의 화합물을 진공증착하여 60 ㎚의 정공 주입층을 형성한 후, 그 위에 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아민]비페닐(α-NPD)을 증착하여 20 nm의 정공 수송층을 형성하였으며, 이어서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3)을 증착하여 60 ㎚의 발광/전자 수송층을 형성하였고, LiF를 증착하여 1 ㎚의 전자 주입층을 형성하였다. 이 전자 주입층 위에 Al을 증착하여 150 ㎚의 음극을 형성함으로써 각각 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 유기전기발광소자를 제조하였다.Water-based detergent, ultrapure water, isopropyl alcohol and methanol were used sequentially to A glass substrate (Asahi Glass Co.,
제조된 실시예 1 내지 5의 유기전기발광소자는 도 2에 나타낸 바와 같이, [ITO 투명전극(150 ㎚)/ 화학식 1a 내지 1e의 화합물 중 하나의 정공 주입층(60 ㎚)/ α-NPD 정공 수송층(20 ㎚)/ Alq3 발광/전자 수송층(60 ㎚)/ LiF 전자 주입층(1 ㎚)/ Al 전극(100 ㎚)]가 아래로부터 차례대로 적층된 구조를 가진다.As shown in FIG. 2, the organic electroluminescent devices of Examples 1 to 5 manufactured are [ITO transparent electrode (150 nm) / hole injection layer (60 nm) / α-NPD hole of one of the compounds of Formulas 1a to 1e. Transport layer (20 nm) / Alq 3 light emission / electron transport layer (60 nm) / LiF electron injection layer (1 nm) / Al electrode (100 nm)] are laminated in order from the bottom.
비교예: α-NPD를 정공 주입층으로 이용한 유기전기발광소자의 제조 Comparative Example: Fabrication of Organic Electroluminescent Device Using α-NPD as Hole Injection Layer
정공 주입층 물질로 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아민]비페닐(α-NPD)를 이용하여 증착하는 것을 제외하고 상기 실시예 1 내지 5와 동일한 방법으로 유기전기발광소자를 제조하였다. Same method as in Examples 1 to 5, except that 4,4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amine] biphenyl (α-NPD) was used as the hole injection layer material. An organic electroluminescent device was prepared.
제조된 비교예의 유기전기발광소자는 도 2에 나타낸 바와 유사하게, [ITO 투명전극(150 ㎚)/ α-NPD 정공 주입층(40 ㎚)/ α-NPD 정공 수송층(40 ㎚)/ Alq3 발광/전자 수송층(60 ㎚)/ LiF 전자 주입층(1 ㎚)/ Al 전극(100 ㎚)]가 아래로부터 차례대로 적층된 구조를 가진다.Similarly, as shown in FIG. 2, the organic electroluminescent device of Comparative Example prepared was [ITO transparent electrode (150 nm) / α-NPD hole injection layer (40 nm) / α-NPD hole transport layer (40 nm) / Alq 3 light emission. / Electron transporting layer (60 nm) / LiF electron injection layer (1 nm) / Al electrode (100 nm)] has a structure laminated in order from the bottom.
전기발광특성평가Electroluminescence Characterization
이와 같이 제조된 실시예 1 내지 5 및 비교예의 유기전기발광소자들에 순바이어스 직류전압을 가하여 포토리서치(photo research)사의 PR-650으로 전기발광(EL) 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 구동전압과 휘도(도 3 및 표 1) 및 구동전압과 발광효율(도 4 및 표 1)의 상관관계로 나타내었다.By applying a forward bias DC voltage to the organic electroluminescent devices of Examples 1 to 5 and Comparative Examples thus prepared, electroluminescence (EL) characteristics were measured by a PR-650 manufactured by photo research, and the measurement results were driven. The relationship between voltage and luminance (FIGS. 3 and 1) and driving voltage and luminous efficiency (FIGS. 4 and 1) is shown.
그 결과, 도 3, 도 4 및 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 유기전기발광소자는 모두 비교예의 소자 보다 우수한 전압 특성 즉, 낮은 구동전압 특성을 나타내었으며, 2배 내지 3배 가량의 높은 발광효율을 나타내었다.As a result, as shown in Figure 3, 4 and Table 1, all of the organic electroluminescent device of Examples 1 to 5 according to the present invention showed better voltage characteristics, that is, lower driving voltage characteristics than the device of the comparative example, The luminous efficiency was about 2 to 3 times higher.
수명특성평가Life characteristic evaluation
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예의 소자들에 대해, 유기전기발광소자를 보호하기 위해 유기 기판 옆면에 자외선 경화제를 도포한 후 탈수제(BaO) 필름이 부착된 유리 덮개를 씌워 자외선 경화를 통해 소자를 밀봉 처리(encapsulation, 봉지과정)하였으며, 이를 직류전류로 구동하여 휘도가 1000 cd/㎡으로 부터의 시간 경과에 따른 휘도 감소를 측정하였다. For the devices of Examples 1 to 5 and Comparative Examples, in order to protect the organic electroluminescent device by applying an ultraviolet curing agent to the side of the organic substrate, the glass cover with a dehydrating agent (BaO) film is attached to the device through ultraviolet curing The encapsulation process was performed, and it was driven by DC current to measure the luminance decrease with time from 1000 cd /
그 결과, 상기 표 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 유기전기발광소자는 모두 비교예의 유기전기발광소자에 비해 우수한 수명 특성을 나타내었다.As a result, as shown in Table 2 and Figure 5, all of the organic electroluminescent device of Examples 1 to 5 exhibited excellent life characteristics compared to the organic electroluminescent device of the comparative example.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 정공 주입층 재료는 낮은 구동전압 특성으로 높은 정공 주입 능력을 나타내어 유기전기발광소자에 포함되어 우수한 화학적 및 전기적 안정성, 및 발광효율을 나타내게 하며 특히 소자 수명 측면에서 우수한 효과를 보이므로, 유기전기발광소자의 정공 주입층 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the hole injection layer material according to the present invention exhibits high hole injection capability with low driving voltage characteristics, and thus is included in the organic electroluminescent device to exhibit excellent chemical and electrical stability and luminous efficiency, and particularly in terms of device life. Since it shows an excellent effect, it can be usefully used as a hole injection layer material of the organic electroluminescent device.
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