KR100913993B1

KR100913993B1 - 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한유기발광소자

Info

Publication number: KR100913993B1
Application number: KR1020080011491A
Authority: KR
Inventors: 안현철; 박태진; 문형돈; 배호기; 강상욱; 위경량
Original assignee: 주식회사 동진쎄미켐; 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-25
Also published as: KR20090085737A; WO2009099290A2; WO2009099290A3

Abstract

본 발명은 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 화합물은 청색 발광 특성이 우수하면서도 홀 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수하여 유기발광소자에 저전압, 고휘도, 장수명의 특성을 부여할 수 있는 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자에 관한 것이다.

유기발광소자, 청색 발광 소자, 정공수송, 전자수송, 발광층

Description

신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자 {A novel phenylene typed compound and the organic electroluminescence display device using it}

본 발명은 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자에 관한 것이다.

최근 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기전계발광소자는 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liquid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다.

일반적으로 유기전계발광소자는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극) 및 상기 두 전극 사이에 유기층을 포함하는 구조를 갖는다. 이때, 유기층은 발광층(EML, light emitting layer) 이외에 정공주입층(HIL, hole injection layer), 정공수송층(HTL, hole transport layer), 전자수송층(ETL, electron transport layer) 또는 전자주입층(EIL, electron injection layer)을 포함할 수 있으며, 발 광층의 발광특성상, 전자차단층(EBL, electron blocking layer) 또는 정공차단층(HBL, hole blocking layer)을 추가로 포함할 수 있다.

이러한 구조의 유기전계발광소자에 전기장이 가해지면 양극으로부터 정공이 주입되고 음극으로부터 전자가 주입되어 정공과 전자는 각각 정공수송층과 전자수송층을 거쳐 발광층에서 재조합(recombination)하게 되어 발광여기자(exitons)를 형성한다. 형성된 발광여기자는 바닥상태(ground states)로 전이하면서 빛을 방출한다. 발광 상태의 효율과 안정성을 증가시키기 위하여 발광 색소(도펀트)를 발광층(호스트)에 도핑하기도 한다.

유기전계발광소자의 발광층에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 알려져 있으나, 이제까지 알려진 발광물질을 이용한 유기전계발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 실용화하는 데에 많은 어려움이 있었다. 따라서, 우수한 발광특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압구동, 고효율 및 긴 수명을 갖는 유기전계발광소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 청색 발광 특성이 우수하면서도 홀 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수하여 유기발광소자에 저전압, 고휘도, 장수명의 특성을 부여할 수 있는 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1의 식에서,

Ar₁ 및 Ar₂는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 C₆∼C₄₀의 아릴기 또는 헤테로 아릴기이고,

R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 할로 겐기, C₁∼C₄₀의 알킬기, C₁∼C₄₀의 알콕시기, C₃∼C₄₀의 시클로알킬기, C₃∼C₄₀의 헤테로시클로알킬기, C₆∼C₄₀의 치환되거나 치환되지 않은 아릴기 또는 C₆∼C₄₀의 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴기이며, Ar₁을 중심으로 비대칭구조를 가진다.

또한 본 발명은 하기 반응식 1 내지 3 중 어느 하나의 과정을 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법을 제공한다.

[반응식 1]

[반응식 2]

[반응식 3]

상기 반응식 1 내지 3에서, Ar₁, Ar₂, R₁, R_2,R₃, R₄및 R₅는 상기에서 정의한 바와 같다.

또한 본 발명은 상기 비대칭형 페닐렌계 화합물로 형성된 유기발광소자의 유기박막층을 제공한다.

또한 본 발명은 애노드와 캐소드 사이에 하나 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 상기 유기박막층을 적어도 1개 층 이상 포함하는 유기발광소자를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물은 청색 발광 특성이 우수하면서도 홀 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수할 뿐만 아니라, 유기발광소자에 적용하여 고효율 발광이 가능하며, 저전압, 고휘도, 장수명의 특성을 부여할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물은 청색 발광 특성이 우수하면서도 홀 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수하여 유기발광소자에 저전압, 고휘도 및 장수명 특성을 부여할 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1의 식에서,

R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 할로겐기, C₁∼C₄₀의 알킬기, C₁∼C₄₀의 알콕시기, C₃∼C₄₀의 시클로알킬기, C₃∼C₄₀의 헤테로시클로알킬기, C₆∼C₄₀의 치환되거나 치환되지 않은 아릴기 또는 C₆∼C₄₀의 치환되거나 치환되지 않은 헤테로아릴기이며, Ar₁을 중심으로 비대칭구조를 가진다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 반응식 1 내지 3 중 어느 하나의 과정을 포함하여 제조될 수 있다.

[반응식 1]

[반응식 2]

[반응식 3]

본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 비대칭 페닐렌계 화합물은 바람직하게 하기 화학식 1-1 내지 1-27로 표시되는 화합물 중 하나인 것이 좋다.

[화학식 1-1]

[화학식 1-2]

[화학식 1-3]

[화학식 1-4]

[화학식 1-5]

[화학식 1-6]

[화학식 1-7]

[화학식 1-8]

[화학식 1-9]

[화학식 1-10]

[화학식 1-11]

[화학식 1-12]

[화학식 1-13]

[화학식 1-14]

[화학식 1-15]

[화학식 1-16]

[화학식 1-17]

[화학식 1-18]

[화학식 1-19]

[화학식 1-20]

[화학식 1-21]

[화학식 1-22]

[화학식 1-23]

[화학식 1-24]

[화학식 1-25]

[화학식 1-26]

[화학식 1-27]

또한 본 발명은 본 발명에 따른 상기 화학식 1의 신규한 비대칭형 페닐렌계 화합물로 형성된 유기발광소자의 유기박막층 및 이 유기박막층을 적어도 1개 층 이상 포함하는 유기발광소자를 제공하는 바, 상기 유기발광소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

일반적인 유기발광소자는 애노드(anode)와 캐소드(cathod) 사이에 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기박막층을 1 개 이상 포함할 수 있다.

먼저, 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 애노드(anode) 전극용 물질을 증착시켜 애노드를 형성한다. 이때, 상기 기판은 통상의 유기발광소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면평활성, 취급용이성, 및 방수성이 우수한 유기기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용하는 것이 좋다. 또한, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO₂), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다. 상기 애노드 전극용 물질은 통상의 애노드 형성방법에 의해 증착할 수 있으며, 구체적으로 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 증착할 수 있다.

그 다음, 상기 애노드 전극 상부에 정공주입층(HIL) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 또한 핀정공이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우 그 증착조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50∼500 ℃의 증착온도, 10^-8∼10^-3 torr의 진공도, 0.01∼100 Å/sec의 증착속도, 10 Å∼5 ㎛의 막두께 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

상기 정공주입층 물질은 특별히 제한되지 않으며, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB(Advanced Material, 6, p677(1994)) 등의 정공주입층 물질로 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 정공주입층 상부에 정공수송층(HTL) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공수송층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.

또한 상기 정공수송층 물질은 특별히 제한되지는 않으나, 본 발명에 따른 화 학식 1로 표시되는 화합물을 사용하거나, 정공수송층에 사용되고 있는 통상의 공지 물질 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 정공수송층 물질은 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, 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(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상의 아민 유도체 등이 사용될 수 있다.

그 후, 상기 정공수송층 상부에 발광층(EML) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층 재료는 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 단독으로 사용하거나 또는 호스트로 사용할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광 호스트로 사용하는 경우, 인광 또는 형광 도펀트를 함께 사용하여 발광층을 형성할 수 있다. 이때, 형광 도펀트로는 이데미츠사(Idemitsu사)에서 구입 가능한 IDE102 또는 IDE105를 사용할 수 있으며, 인광 도펀트로는 녹색 인광 도판트 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine) iridium), 청색 인광 도펀트인 F2Irpic(iridium(Ⅲ) bis[(4,6-di-fluorophenyl)-pyridinato-N,C2'] picolinate), UDC사의 적색 인광 도펀트 RD61 등이 공통 진공증착(도핑) 될 수 있다. 도펀트의 도핑농도는 특별히 제한되지 않으나, 호스트 대비 100 중량부 대비 도펀트의 농도는 0.01∼15 중량부인 것이 바람직하다.

또한 발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층(HTL)으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제재료(HBL)를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의해 적층시키는 것이 바람직하다. 이때 사용 할 수 있는 정공억제물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq, 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP) 등을 사용할 수 있다.

상기와 같이 형성된 발광층 상부에는 전자수송층(ETL) 재료를 형성되는데, 이때 상기 전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

상기 전자수송층 재료는 전자주입전극(Cathode)으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 그 종류가 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3)을 사용할 수 있다. 또한, 전자수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자주입층(EIL)이 적층될 수 있으며, 전자주입층 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li₂O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.

또한, 상기 전자수송층(ETL)의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지 만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.

그 뒤, 상기 전자수송층 상부에 전자주입층(EIL) 물질을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자수송층은 통상의 전자주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

마지막으로 전자주입층 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성하고 음극(cathode)으로 사용한다. 여기서 캐소드 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 있다. 또한 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.

본 발명의 유기발광소자는 애노드(anode), 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL), 캐소드(cathode) 구조의 유기발광소자 뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기발광소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 한층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 유기박막층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 바람직하게는 20 내지 150 ㎚인 것이 좋다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1. 9-(나프탈렌-2-일)안트라센 합성

질소기류하에서 2-브로모나프탈렌 20 g(96.6 mmol)을 THF 500 ㎖에 녹이고 -78 ℃에서 30분 동안 냉각시켰다. 여기에 2.5M의 n-뷰틸리튬 39 ㎖를 -78 ℃에서 30분 동안 서서히 적가시킨 후 30 분 동안 교반하였다. 그 다음, 반응물인 안트론 16.5 g(85 mmol)을 THF에 300 ㎖에 녹여서 15 분간 적가한 후 20 분 뒤에 상온에서 교반하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응혼합액에 6M HCl 300 ㎖를 가하고 에틸아세테이트 200 ㎖로 3 회 추출하고, 이를 합한 후 무수황산마그네슘으로 물을 제거하여 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물을 에탄올로 재결정하여 연한 갈색의 결정인 9-나프탈렌-2-일-안트라센 16.48 g(63.6%)을 얻었다.

실시예 2. 10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일 보로닉에시드 합성

질소기류하에서 9-브로모-10-나프탈렌-2-일-안트라센 12 g(31.3 mmol)을 THF 160 ㎖에 녹인 후 -78 ℃에서 30 분 동안 냉각시켰다. 여기에 2.5M의 n-뷰틸리튬 13.8 ㎖를 -78 ℃에서 30 분 동안 서서히 적가시킨 후 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 트리메틸 보레이트 4.2 ㎖(37.6 mmol)을 15 분간 적가한 후 20 분 뒤에 상온에서 교반하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응혼합액에 2M HCl 100 ㎖를 가하고 에틸아세테이트 60 ㎖로 3회 추출하여 이를 합한 후, 무수황산마그네슘으로 물을 제거한 다음 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물을 톨루엔과 n-핵산으로 재결정하여 미백색의 결정인 10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일 보로닉에시드 5.3 g(49%)을 얻었다.

실시예 3. 9-브로모-10-나프탈렌-2-일-안트라센 합성

질소기류하에서 9-나프탈렌-2-일안트라센 9.64 g(31.7 mmol)을 DMF 660 ㎖에 녹이고, 상온에서 DMF 70 ㎖에 녹인 NBS 6.21 g(34.9 mmol)을 서서히 가하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응 혼합물에 증류수 1200 ㎖를 넣어 생긴 침전물을 감압여과하여 회수한 다음, 메틸렌클로라이드에 녹인 후 무수황산마그네슘으로 탈수시켜 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물 에탄올로 재결정하여 9-브로모-10-나프탈렌-2-일안트라센 8.3 g(69%)를 얻었다.

실시예 4. 1-나프틸 보로닉 에시드 합성

1-브로모나프탈렌 22.3 ㎖(160 mmol)을 질소기류하에서 THF 700㎖에 녹인 후 -78 ℃에서 30 분간 유지하였다. 여기에 2.5M의 n-뷰틸리튬 70.4 ㎖를 천천히 적가한 후 -78 ℃ 이하로 30 분간 더 유지한 후 트리메틸 보레이트 21.4 ㎖(192 mmol)을 -78 ℃하에서 적가하고 -78 ℃에서 10 분간 더 유지한 다음, 상온으로 서서히 승온시켰다. 반응이 더 이상 진행되지 않으면 2M HCl 480 ㎖을 넣고 약 20 분간 교반하하였다. 그 다음, 320 ㎖의 에틸렌 아세테이를 넣고 유기층을 따로 분리하고, 물층을 320 ㎖의 EA로 다시 추출한 후 유기층만을 모아 무수황산마그네슘으로 탈수시켜 감압증류한 다음, 헥산으로 세척하여 백색의 결정인 1-나프틸보로닉에시드 20.11 g(73.1%)을 얻었다.

실시예 5. 1-(4-메틸-3-나이트로페닐)-나프탈렌 합성

질소기류하에서 4-브로모-2-나이트로톨루엔 24.3 g(112.5mmol), 1-나프틸보로닉에시드 21.3 g(123.8 mmol), Pd(PPh₃)₄ 2.6 g(2.25 mmol), K₂CO₃ 62.2 g(450 mmol) 및 톨루엔 600 ㎖를 넣고 교반한 다음, H₂O 150 ㎖를 넣고 격렬히 교반한 후 혼합물을 환류시켰다. 반응이 더 이상 진행되지 않으면 상온으로 냉각시킨 다음 300 ㎖의 물을 부었다. 유기층을 분리하기 위해 추가로 물 200 ㎖를 사용하여 분리하고, 물층을 200 ㎖의 메틸렌클로라이드로 5 번 추출한 후 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조하고 감압증류하였다.

상기 반응물을 실리카겔이 충진된 컬럼에서 메틸렌클로라이드와 n-헥산의 혼합용매(1:3)를 이동상으로 하여 분리시켜 연한 노란색의 오일형태의 1-(4-메틸-3-나이트로페닐)-나프탈렌 28.14 g(95%)을 얻었다.

실시예 6. 2-메틸-5-나프탈렌-1-일-페닐아민 합성

1-(4-메틸-3-나이트로페닐)-나프탈렌 4.62 g(17.5 mmol)을 에탈올/에틸아세테이트 혼합용매(40 ㎖/10 ㎖)로 녹인 후, Pd/C 1.03 g을 넣고 교반한 다음 질소분위기를 만들었다. 그 다음 수소풍선의 니들로 약 몇 초간 빼주고 수소분위기를 유지하였다. 상기 혼합물의 온도를 40 ℃로 유지하고 2 일 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 실온으로 냉각시킨 후 에틸아세테이트로 세척하면서 셀라이트로 여과한 후 감압여과하여 검녹색의 오일형태의 2-메틸-5-나프탈렌-1-일페닐아민 3.9 g(95.5%)을 얻었다.

실시예 7. 1-(3-아이오도-4-메틸페닐)-나프탈렌 합성

질소분위기를 유지한 후 p-TsOH 13.67 g(71.97mmol) 및 아세토니트릴 180 ㎖를 넣고 교반하였다. 2-메틸-5-나프탈렌-1-일페닐아민 5.4 g(23.14 mmol)을 아세토니트릴 90 ㎖에 녹이고, 이를 상기 혼합물에 스포이드로 방울로 적가하였다. 이 혼합물을 5∼10 ℃의 온도로 유지한 다음, 소디움나이트라이트 3.72 g(53.92 mmol)과 요오드화칼륨 11.18 g(67.33 mmol)을 물 17.1㎖에 녹여 실린지로 적가하였다. 상기 혼합물을 상온에서 약 4 시간 정도 교반하였다. 반응이 더 이상 가지 않으면 탄산수소나트륨으로 pH를 9∼10으로 맞춘 후, 소디움타이오설페이트를 250 ㎖ 정도 사용한 다음 에테르로 추출하였다. 에테르를 물로 세척하고 무수황산마그네슘으로 탈수한 다음 감압증류하였다. 상기 반응물을 실리카겔이 충진된 컬럼에서 헥산을 이동상으로 하여 분리시켜 연한 빨간색의 오일형태의 1-(3-아이오도-4-메틸페닐)- 나프탈렌 4.46 g(56%)를 얻었다.

실시예 8. 9-(2-메틸-5-나프탈렌-1-일-페닐)-10-나프탈렌-2-일-안트라센 합성

질소분위기하에서 1-(3-아이오도-4-메틸페닐)-나프탈렌 11.61 g(33.73 mmol), 안트라센보로닉에시드 12.92 g(37.1 mmol), Pd(PPh₃)₄ 0.78 g(0.675 mmol) 및 소디움카보네이트 21.45 g(202.4 mmol)을 넣은 후, 여기에 DME 360 ㎖를 넣고 교반하였다. 상기 혼합물에 에탄올 180 ㎖와 글리세린 90 ㎖를 넣고 격렬하게 교반한 후 환류반응시켰다. 상기 반응물을 상온으로 식히고 침전물을 여과한 후, 침전물을 증류수와 메탄올로 씻어주었다. 분홍색의 고체를 다시 메탄올(methanol)에 재결정하여 9-(2-메틸-5-나프탈렌-1-일-페닐)-10-나프탈렌-2-일-안트라센 6.5 g(37%)를 얻었다.

시험예 : 유기전계발광소자의 물성 측정

상기 실시예 8에서 얻은 9-(2-메틸-5-나프탈렌-1-일-페닐)-10-나프탈렌-2-일-안트라센을 발광 호스트 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기전계발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 1500 Å 두께의 ITO층(애노드) 위에 650 Å 두께의 정공주입층(정공주입층 물질: HI-406(N¹,N¹'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N¹-(나프탈렌-1-일)-N⁴,N⁴-디페닐벤젠-1,4-디아민)), 200 Å 두께의 정공수송층(정공수송층 물질: 비스(N-(1-나프틸-n-페닐))벤지딘(α-NPB)), 350 Å 두께의 BD142가 도핑된 발광층(BD142: N⁶,N¹²-비스(3,4-디메틸페닐)-N⁶,N¹²-디메시틸크리센-6,12-디아민), 200Å 두께의 전자수송층(전자수송층 물질: ET4(6,6'-(3,4-디메시틸-1,1-디메틸-1H-실올-2,5-디일)디-2,2'-비피리딘)) 및 1000/10 Å 두께의 알루미늄/LiF 캐소드를 순차적으로 증착시켜 유기전계발광소자를 제작하였다. 이때, 발광층에 사용된 도펀트 BD142의 양을 호스트 100중량부에 대해 0, 7, 9 및 11 중량부로 변화시켰다.

상기 제조된 유기전계발광소자의 발광특성을 측정하여 하기 표 1에 나타내고, 전기발광(EL, electroluminescence) 스펙트럼, 전압-휘도 곡선, 전압-전류밀도 곡선 및 효율 곡선을 도 2 내지 5에 각각 도시하였다.

[표 1]

도공량 (중량부)	Volt(V)	Cd/A	Im/A	Q.E(%)	CD/m2	CIEx	CIEy
0	5.7	1.00	0.60	1.12	200	0.154	0.113
7	5.2	7.26	4.38	5.80	1452	0.135	0.175
9	5.2	7.55	4.54	5.90	1509	0.134	0.182
11	5.2	7.41	4.47	5.77	1481	0.135	0.182

상기 표 1 및 도 2 내지 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물은 전기적 안정성이 우수하고 높은 발광효율과 발광휘도를 가지며 장수명 구현이 가능하므로, 유기전계발광소자의 발광물질로 사용되어 유기전계발광소자의 발광효율 및 수명을 현저히 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 5는 각각 본 발명의 일실시예에 따라 합성한 화합물을 발광층에 포함하는 유기전계발광소자의 전기발광 스펙트럼, 전압-휘도 곡선(log scale), 전압-전류밀도 곡선 및 효율 곡선이다.

Claims

하기 화학식 1-1 내지 1-27로 표시되는 화합물의 군에서 선택되어지는 화합물:

[화학식 1-1]

[화학식 1-2]

[화학식 1-3]

[화학식 1-4]

[화학식 1-5]

[화학식 1-6]

[화학식 1-7]

[화학식 1-8]

[화학식 1-9]

[화학식 1-10]

[화학식 1-11]

[화학식 1-12]

[화학식 1-13]

[화학식 1-14]

[화학식 1-15]

[화학식 1-16]

[화학식 1-17]

[화학식 1-18]

[화학식 1-19]

[화학식 1-20]

[화학식 1-21]

[화학식 1-22]

[화학식 1-23]

[화학식 1-24]

[화학식 1-25]

[화학식 1-26]

[화학식 1-27]
제1항의 화합물로 형성된 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 유기박막층.
제2항에 있어서,

상기 유기박막층은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL) 또는 발광층(EML)인 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 유기박막층.
애노드와 캐소드 사이에 하나 이상의 유기박막층을 포함하는 유기발광소자에 있어서, 제2항 기재의 유기박막층을 적어도 1개 층 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
제4항 기재의 유기발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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