이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 디아민 유도체를 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 디아민 유도체는 하기 화학식 2 내지 화학식 6 중 어느 하나로 표시되는 것이 바람직하다.
상기 화학식 2 내지 화학식 6에서, L1, L2, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4의 정의는 상기 화학식 1에서와 동일하다.
상기 화학식 1 내지 화학식 6에서, L1 및 L2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 직접 결합이거나, 페닐렌기 및 나프틸렌기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 내지 화학식 6에서, Ar1 및 Ar3은 서로 같거나 다를 수 있으 며, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 및 -SiRR'R" 또는 -GeRR'R"로 치환된 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 여기서 R, R', 및 R"은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, C1 ~ C20의 알킬기, C3 ~ C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기 또는 C5 ~ C20의 헤테로고리기이다.
상기 화학식 1 내지 화학식 6에서, Ar2 및 Ar4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, -SiRR'R" 또는 -GeRR'R"로 치환된 페닐기, S를 포함하는 C5 ~ C20의 헤테로고리기, C6 ~ C20의 아릴 아민기, 및 C6 ~ C20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 여기서 R, R', 및 R"은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, C1 ~ C20의 알킬기, C3 ~ C20의 시클로알킬기, C6~C20의 아릴기 또는 C5 ~ C20의 헤테로고리기이다.
상기 화학식 1 내지 화학식 6의 L1, L2, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4로서 바람직한 예시를 하기 표 1에 나타내었으며, 이에 한정되지는 않는다.
상기 화학식 2 내지 화학식 6과 하기 표 1의 예시된 기들과의 조합으로 여러 종류의 유도체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 화학식 2와 하기 표 1의 기 1이 사용되는 화합물을 화합물 2-1로 칭하기로 한다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 디아민 유도체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 디아민 유도체는, 디브로모 아릴 화합물과 아릴아민 화합물을 팔라듐 촉매 하에 반응시켜 제조될 수 있다. 구체적인 제조방법은 후술하는 제조예에 기재하였다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 디아민 유도체를 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 디아민 유도체는 유기 발광 소자를 비롯한 유기 전자 소자에서 정공 주입, 정공 수송, 전자 주입, 전자 수송, 또는 발광 물질 역할을 할 수 있으며, 특히 단독으로 발광 도판트, 특히 청색 도판트로서 역할을 할 수 있다. 본 발명에 따른 유기 전자 소자는 효율, 구동전압, 수명 및 안정성 면에서 우수한 특성을 나타낸다.
본 발명의 유기 전자 소자는 전술한 화합물들을 이용하여 한층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 전자 소자의 제조 방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
이하에서는 유기 발광 소자에 대하여 예시한다.
전술한 본 발명의 화합물들은 유기 발광 소자에서 정공 주입, 정공 수송, 전자 주입, 전자 수송, 또는 발광 물질 역할을 할 수 있으며, 특히 단독으로 발광 물질의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 발광 도판트와 함께 발광 호스트, 또는 적절한 발광 호스트와 함께 발광 도판트 역할을 할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 상태에 있어서, 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 및 이 사이에 배치된 유기물층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있으며, 전술한 본 발명에 따른 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층 중 1층 이상에 사용한다는 것을 제외하고는 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1에 예시되어 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 구조의 유기 발광 소자를 통상적으로 정방향 구조의 유기 발광 소자라고 하는데, 본 발명은 이에 한정되지 않고 역방향 구조의 유기 발광 소자도 포함한다. 즉, 본 발명의 유기 발광 소자는 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수도 있다.
상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속, 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤, 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 발명에 따른 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 다단계 화학 반응으로 제조할 수 있다. 상기 화합물들의 제조는 하기 실시예에 의해 기술된다. 실시예에 나타난 바와 같이, 일부 중간체 화합물이 먼저 제조되고, 그 중간체 화합물들로부터 화학식 1의 화합물들이 제조된다. 예증적인 중간체 화합물들은 이하 화합물 A ~ Y이다. 이들 화합물들에서, Br 또는 Cl은 임의의 다른 반응성 원자 또는 작용기로 치환될 수 있다.
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제조예
1> 화합물 A의 제조
냉각하에서, 1,5-디아미노나프탈렌(12g, 75.9mmol)을 H2O(300mL)와 진한 황산(20mL)에 녹였다. H2O(300mL)에 녹인 NaNO2를 천천히 적가한 후, 0℃에서 45분 동안 교반하였다. 반응 혼합액을 여과한 후, 여과액에 CuBr2(30g, 52.3mmol), HBr(48%, 450mL), H2O(450mL)를 첨가하였다. 이 반응 용액을 0℃에서 1시간, 실온에서 2시간을 교반한 후, 70℃에서 30분 동안 다시 교반하였다. 이 반응 용액을 벤젠으로 층 분리하여 유기층을 황산 나트륨으로 건조하고 감압 증류 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 A(5.9g, 27%)를 얻었다.
MS : [M] = 286.
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제조예
2> 화합물 B의 제조
N2 기류 하에서, 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol), 4-브로모페닐보론산 (3.5g, 17.5mmol), Pd(PPh3)4(1.0g, 0.88mmol)을 2M K2CO3 수용액(10mL)과 THF(tetrahydrofuran, 200mL)에 넣고, 약 24시간 환류 교반시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고, 반응 혼합액에서 유기층을 층분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고, 감압 증류 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 B(3.16g, 50 %)를 얻었다.
MS : [M] = 362.
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제조예
3> 화합물 C의 제조
N2 기류 하에서, 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol), 4-클로로페닐보론산(6.6g, 42.0mmol), Pd(PPh3)4(1.0g, 0.87mmol)을 2M K2CO3 수용액(20mL)과 THF(200mL)에 넣고, 약 24시간 환류 교반시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고, 반응 혼합액에서 유기층을 층분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고, 감압 증류 후 THF/EtOH로 정제하여 화합물 C(5.9g, 97%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 348.
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제조예
4> 화합물 D의 제조
제조예 2에서 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol) 대신 1.4-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 2의 방법과 동일하게 하여 화합물 D(3.16g, 50%)를 얻었다.
MS : [M] = 362.
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제조예
5> 화합물 E의 제조
제조예 3에서 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol) 대신 1.4-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 3의 방법과 동일하게 하여 화합물 E(5.9g, 97%)를 얻었다.
MS : [M] = 348.
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제조예
6> 화합물 F의 제조
제조예 2에서 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol) 대신 2.6-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 2의 방법과 동일하게 하여 화합물 F(3.16g, 50%)를 얻었다.
MS : [M] = 362.
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제조예
7> 화합물 G의 제조
제조예 3에서 1,5-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol) 대신 2.6-디브로모나프탈렌(5g, 17.5mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 3의 방법과 동일하게 하여 화합물 G(5.9g, 97%)를 얻었다.
MS : [M] = 348.
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제조예
8> 화합물 H의 제조
화합물 2-싸이오펜 보론산(10g, 78.1mmol)와 브로모 벤젠(7.48mL, 70.3mmol)을 무수 THF(300mL)에 녹인 후, Pd(PPh3)4(4.51g, 3.91mmol)과 K2CO3 수용액(156mL, 312.4mmol)을 넣고, 3시간 동안 환류시켰다. 유기층을 에틸 아세테이트로 추출하고, 황산 마그네슘으로 수분을 제거하였다. 유기층을 감압 여과한 후 농축하여 용매를 제거하고, 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 THF와 에탄올에서 재결정하여 흰색 고체 화합물(10g, 80%)을 얻었다.
MS : [M+H] = 161.
위에서 제조한 흰색 고체 화합물(5g, 31.3mmol)을 무수 THF(200mL)에 녹인 후, -10℃까지 온도를 내리고, n-뷰틸리튬(15mL, 37.5mmol)을 천천히 적가하였다. 1시간 동안 교반하고 다시 -78℃까지 온도를 내린 후, 보론산트라이메틸에스터(10.5mL, 93.75mmol)를 천천히 넣어주고, 12시간 교반하였다. 0℃까지 온도를 내린 후 2N 염산 수용액(16mL)을 넣고 교반하여 흰색 침전을 얻었다. 유기층을 THF로 추출하고, 황산마그네슘으로 건조한 후, 감압 여과하였다. 이 여과액을 농축하여 용매를 제거하고 THF에 녹인 후, 과량의 수용액을 넣고 디메틸클로로메탄으로 유기층을 분리하였다. 분리된 수용액 층에 염산 수용액을 가하여 침전물을 생성시킨 후 여과하여 화합물(2.7g, 42%)을 얻었다.
3-브로모요오드벤젠(3.5g, 12.3mmol)과 위에서 제조한 화합물(2.5g, 12.3mmol)을 무수 THF(100mL)에 녹이고, Pd(PPh3)4(0.71g, 0.61mmol)을 넣고, K2CO3(3.4g, 24.6mmol)을 H2O(50mL)에 녹여 넣어준 후 교반하면서 환류시켰다. 3시간 후 소금물로 씻어주고, 유기층을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 황산마그네슘으로 수분을 제거하고, 감압 여과한 후 농축하여 용매를 제거하고 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 화합물 H(2.9g, 75%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 315.
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제조예
9> 화합물 I의 제조
아닐린(aniline, 10ml, 109.74mmol)와 상기 제조예 8의 화합물 H(34.5g, 109.7mmol)를 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 I(15g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 327.
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제조예
10> 화합물 J의 제조
질소 분위기하에서 아닐린(aniline, 10ml, 109.74mmol)과 4-브로모 바이페닐(4-bromo biphenyl, 25.6g, 109.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 J(15g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ =245.
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제조예
11> 화합물 K의 제조
1-아미노나프탈렌(1-aminonaphthalene, 7.4g, 51.48mmol)과 4-브로모비페닐(4-bromobiphenyl, 12g, 51.48mmol)을 톨루엔 200ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 0.89g, 1.54mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 0.60ml, 1.54mmol)과 나트륨 터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 9.90g, 103.0mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 15/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 K(6.3g, 수율 42%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 295.
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제조예
12> 화합물 L의 제조
질소 분위기 하에서 N,N-디페닐아민 4.18g(24.7mmol)와 1-브로모-4-클로로페닐 4.72g(24.7mmol)을 톨루엔 200ml에 용해시키고, 나트륨-터셔리-부톡사이드 5.94g(61.8mmol), 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0) 0.43g(0.74mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀 톨루엔 용액 0.61ml(1.24mmol)을 첨가한 후, 5시간 동안 질소 기류하에서 환류하였다. 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종료시키고 유기층을 추출하였다. 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란 = 10/1 용매로 컬럼 분리한 후, 석유에테르에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 L(2.9g, 수율 42%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 279.
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제조예
13> 화합물 M의 제조
4-아미노비페닐(30.5g, 180.17mmol)과 4-브로모비페닐(40g, 171.59mmol)을 톨루엔 500ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 2.07g, 3.60mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(2.2ml, 5.41mmol)과 나트륨 터셔리-부톡사이드(51.94g, 540.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 15/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 M(32g, 수율 58%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 321.
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제조예
14> 화합물 N의 제조
아닐린(aniline, 10ml, 109.74mmol)와 상기 제조예 12에서 제조한 화합물 L(30.7g, 109.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 N(15g, 수율 56%)을 얻었다.
MS : [M+H]+ = 336.
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제조예
15> 화합물 O의 제조
디브로모벤젠(20g, 84.78mmol)을 실온에서 질소 분위기 하에 건조 테트라히드로푸란(THF, 200mL)에 용해시켰다. 상기 용액을 -78℃로 냉각시켰다. n-부틸 리튬(34mL, 2.5M 펜탄 용액)을 -78℃에서 상기 용액에 서서히 가하고, 혼합물을 약 1시간 동안 0℃로 천천히 올렸다. 여기에 트리메틸게르마늄 브로마이드(trimethylgerumanium bromide; 18ml, 101.74mmol)를 넣고 상온으로 1시간에 걸쳐서 올렸다. 반응이 완결된 것을 확인하고 혼합물을 에틸 아세테이트로 추출한 다음, 황산 마그네슘 상에서 건조하고, 감압 하에 분별 증류하여 화합물 O를 얻었다(20g, 90%).
MS : (M+) = 273.
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제조예
16> 화합물 P의 제조
질소 분위기 하에서 화합물 O(18g, 65.45mmol), 아닐린(6.6ml, 72mmol), Pd(dba)2(0.125g, 0.13mmol), P(t-Bu)3(0.04g, 0.2mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(1.80g, 18.7mmol)를 톨루엔(200mL)에 넣고, 3시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 황산 마그네슘으로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 P(16g, 85%)를 얻었다.
MS : [M] = 286.
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제조예
17> 화합물 Q의 제조
디브로모벤젠(20g, 84.78mmol)을 실온에서 질소 분위기 하에 건조 테트라히드로푸란(THF, 200mL)에 용해시켰다. 상기 용액을 -78℃로 냉각시켰다. n-부틸 리튬(34mL, 2.5M 펜탄 용액)을 -78℃에서 상기 용액에 서서히 가하고, 혼합물을 약 1시간 동안 0℃로 천천히 올렸다. 여기에 클로로 트리메틸실란(chloro trimethylsilane; 13ml, 101.74mmol)을 넣고 상온으로 1시간에 걸쳐서 올렸다. 반응이 완결된 것을 확인하고 혼합물을 에틸 아세테이트로 추출하고, 황산 마그네슘 상에서 건조한 다음, 감압 하에 분별 증류하여 화합물 Q를 얻었다(18g, 93%).
MS : (M+) = 229.
<
제조예
18> 화합물 R의 제조
질소 분위기 하에서, 화합물 Q(15g, 65.45mmol), 아닐린(6.6ml, 72mmol), Pd(dba)2(0.125g, 0.13mmol), P(t-Bu)3(0.04g, 0.2mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(1.80g, 18.7mmol)를 톨루엔(200mL)에 넣고, 3시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 R(15g, 86%)를 얻었다.
MS : [M] = 143.
<
제조예
19> 화합물 S의 제조
N2 기류 하에서, 1,5-디보로네이트나프탈렌(6.65g, 17.5mmol), 2,6-디브로모페닐(10g, 35.0mmol), Pd(PPh3)4(1.0g, 0.87mmol)을 2M K2CO3 수용액(20mL)과 THF(200mL)에 넣고, 약 24시간 환류 교반시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고, 반응 혼합액에서 유기층을 층분리하고 유기층을 황산 마그네슘으로 건조하고, 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 S(2.8g, 30%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 538.
<
제조예
20> 화합물 T의 제조
아닐린(aniline, 10ml, 109.74mmol)와 1-브로모파이렌(30.84g, 109.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 T(18.3g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 298.
<
제조예
21> 화합물 U의 제조
아닐린(aniline, 10ml, 109.74mmol)와 1-브로모페릴렌(36.33g, 109.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 U(20g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 331.
<
제조예
22> 화합물 V의 제조
질소 분위기 하에서, 4-클로로비페닐-N,N-디페닐아민 4.00g(11.2mmol)와 아닐린 1.13ml(12.4mmol)을 톨루엔 100ml에 용해시키고, 나트륨-터셔리-부톡사이드 2.70g(28.1mmol), 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0) 0.13g(0.23mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀 톨루엔 용액 0.17ml(0.34mmol)을 첨가한 후, 5시간 동안 질소 기류 하에서 환류하였다. 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종료시키고 유기층을 추출하였다. 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란 = 10/1 용매로 컬럼 분리한 후, 석유에테르에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 V(3.8g, 수율 81%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 412.
<
제조예
23> 화합물 W의 제조
질소 분위기 하에서 4-클로로비페닐-N,N-디페닐아민 8.80g(24.7mmol)와 4-아미노비페닐 6.28g(37.1mmol)을 톨루엔 200ml에 용해시키고, 나트륨-터셔리-부톡사이드 5.94g(61.8mmol), 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0) 0.43g(0.74mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀 톨루엔 용액 0.61ml(1.24mmol)을 첨가한 후, 5시간 동안 질소 기류하에서 환류하였다. 반응 용액에 증류수를 넣고 반응을 종료시키고 유기 층을 추출하였다. 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란 = 10/1 용매로 컬럼 분리한 후, 석유에테르에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 W(7.0g, 수율 58%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 489.
<
제조예
24> 화합물 X의 제조
질소 분위기하에서 4-아미노비페닐 6.28g(37.1mmol)와 4-클로로페닐-N,N-(1-나프틸)페닐아민 8.12g(24.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨 뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 X(6.39g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 462.
<
제조예
25> 화합물 Y의 제조
1-아미노나프탈렌(16.37g, 109.74mmol)와 상기 제조예 8의 화합물 H(34.5g, 109.7mmol)을 톨루엔 300ml에 용해시킨뒤, 비스디벤질리덴아세톤팔라듐(0)(Pd(dba)2, 1.26g, 2.20mmol), 50 wt% 트리-터셔리-부틸포스핀(tri-t-butylphosphine, 1.30ml, 3.29mmol)과 나트륨-터셔리-부톡사이드(sodium t-butoxide, 21.09g, 219.5mmol)를 첨가하였다. 2시간 동안 질소 기류하에서 환류한 후, 반응용액에 증류수를 넣고 반응을 종결시켰다. 유기층을 추출하여 노르말-헥산/테트라하이드로퓨란(n-hexane/THF = 10/1) 전개 용매로 컬럼 분리하고, 석유에테르(pet. Ether)에 교반한 뒤 진공 건조하여 화합물 Y(23g, 수율 56%)를 얻었다.
MS : [M+H]+ = 377.
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실시예
1> 화합물 2-1의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 1에서 제조한 화합물 A(2.4g, 8.5mmol), 상기 제조예 18에서 제조한 화합물 R(2.9g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(100mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-1(3.19g, 62%)을 얻었다.
MS : [M] = 606.
<
실시예
2> 화합물 2-6의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 1에서 제조한 화합물 A(2.4g, 8.5mmol), 상기 제조예 16에서 제조한 화합물 P(5.83g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(100mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-6(3.64g, 60%)을 얻었다.
MS : [M] = 696.
<
실시예
3> 화합물 2-12의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 1에서 제조한 화합물 A(2.4g, 8.5mmol), 상기 제조예 8에서 제조한 화합물 H(6.43g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(100mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-12(4.29g, 65%)을 얻었다.
MS : [M] = 778.
<
실시예
4> 화합물 2-52의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol), 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(100mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-52(3.64g, 60%)을 얻었다.
MS : [M] = 690.
<
실시예
5> 화합물 3-52의 제조
실시예 4에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol) 대신 상기 제조예 6에서 제조한 화합물 F(3.07g, 8.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4의 방법과 동일하게 하여 화합물 3-52(3.64g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 690.
<
실시예
6> 화합물 4-52의 제조
실시예 4에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol) 대신 상기 제조예 4에서 제조한 화합물 D(3.07g, 8.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4의 방법과 동일하게 하여 화합물 4-52(3.64g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 690.
<
실시예
7> 화합물 2-64의 제조
실시예 3에서 상기 제조예 1에서 제조한 화합물 A(2.43g, 8.5mmol) 대신 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-64(4.5g, 62%)를 얻었다.
MS : [M] = 854.
<
실시예
8> 화합물 2-68의 제조
실시예 4에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 20에서 제조한 화합물 T(6.08g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-68(4.01g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 786.
<
실시예
9> 화합물 2-70의 제조
실시예 4에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 21에서 제조한 화합물 U(7.00g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 4의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-70(3.77g, 50%)을 얻었다.
MS : [M] = 886.
<
실시예
10> 화합물 2-78의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol), 상기 제조예 13에서 제조한 화합물 M(6.56g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(150mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-78(4.65g, 65%)을 얻었다.
MS : [M] = 842.
<
실시예
11> 화합물 3-78의 제조
실시예 10에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol) 대신 상기 제조예 6에서 제조한 화합물 F(3.07g, 8.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 10의 방법과 동일하게 하여 화합물 3-78(3.64g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 842.
<
실시예
12> 화합물 4-78의 제조
실시예 10에서 상기 제조예 2에서 제조한 화합물 B(3.07g, 8.5mmol) 대신 상기 제조예 4에서 제조한 화합물 D(3.07g, 8.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 10의 방법과 동일하게 하여 화합물 4-78(3.64g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 842.
<
실시예
13> 화합물 2-104의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 3에서 제조한 화합물 C(2.96g, 8.5mmol), 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(150mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-104(4.23g, 65%)을 얻었다.
MS : [M] = 766.
<
실시예
14> 화합물 2-113의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 3에서 제조한 화합물 C(2.96g, 8.5mmol), 상기 제조예 13에서 제조한 화합물 M(6.56g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(150mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-113(5.07g, 65%)을 얻었다.
MS : [M] = 918.
<
실시예
15> 화합물 2-119의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 20에서 제조한 화합물 T(6.08g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-119(4.39g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 862.
<
실시예
16> 화합물 2-121의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 21에서 제조한 화합물 U(7.00g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-121(4.08g, 50%)를 얻었다.
MS : [M] = 962.
<
실시예
17> 화합물 2-125의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 22에서 제조한 화합물 V(8.41g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-125(6.08g, 65%)를 얻었다.
MS : [M] = 1100.
<
실시예
18> 화합물 2-127의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 24에서 제조한 화합물 X(9.44g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-127(6.12g, 60%)을 얻었다.
MS : [M] = 1200.
<
실시예
19> 화합물 2-131의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 25에서 제조한 화합물 Y(7.70g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-131(5.25g, 60%)을 얻었다.
MS : [M] = 1030.
<
실시예
20> 화합물 2-155의 제조
질소 분위기 하에서 상기 제조예 19에서 제조한 화합물 S(4.58g, 8.5mmol), 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol), Pd(dba)2(0.097g, 0.17mmol), P(t-Bu)3(0.05g, 0.255mmol) 및 소듐 t-부톡사이드(2.45g, 25.5mmol)를 톨루엔(150mL)에 넣고, 2시간 가량 환류시켰다. 반응이 끝난 후 상온으로 냉각시키고 반응 혼합액을 THF와 H2O의 혼합액에 넣었다. 유기층을 층분리하고 MgSO4로 건조한 후 농축시켰다. 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 화합물 2-155(4.78g, 65%)을 얻었다.
MS : [M] = 866.
<
실시예
21> 화합물 2-179의 제조
실시예 13에서 상기 제조예 10에서 제조한 화합물 J(5.00g, 20.4mmol) 대신 상기 제조예 13에서 제조한 화합물 M(6.56g, 20.4mmol)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13의 방법과 동일하게 하여 화합물 2-179(5.19g, 60%)를 얻었다.
MS : [M] = 1018.
<
실험예
1>
ITO(인듐주석 산화물)가 1,000Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판(corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 분산제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후, 플라즈마 세정기로 수송시켜 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
상기 ITO 전극 위에 3,6-비스-2-나프틸페닐아미노-N-[4-(2-나프틸페닐)아미노 페닐]카바졸(800Å) 및 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB) (300Å)를 증착시켜 정공 주입층 및 정공 수송층을 형성하고, 상기 실시예 1에서 제조한 화합물 2-1(2 wt%)을 하기 화합물 Z와 함께(300Å) 증착시켜 발광층을 형성한 다음, 9,10-비스-2-나프틸-2-[4-(N-페닐벤조이미다조일)페닐] 안트라센(300Å)을 열 진공 증착하여 전자 수송층을 차례로 형성시켰다.
상기 전자 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 2,000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하고 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4 ~ 0.7 Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 × 10-7 ~ 5 × 10-8 torr를 유지하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.8V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.170, y = 0.150 에 해당하는 4.9 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
[화합물 Z]
<
실험예
2>
상기 실험예 1에서 화합물 2-1 대신 실시예 8에서 제조한 화합물 2-68을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.9V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.170, y = 0.151 에 해당하는 4.7 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
<
실험예
3>
상기 실험예 1에서 화합물 2-1 대신 실시예 9에서 제조한 화합물 2-70을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.7V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.171, y = 0.153 에 해당하는 4.8 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
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실험예
4>
상기 실험예 1에서 화합물 2-1 대신 실시예 15에서 제조한 화합물 2-119를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.7V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.171, y = 0.153 에 해당하는 4.9 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
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실험예
5>
상기 실험예 1에서 화합물 2-1 대신 실시예 16에서 제조한 화합물 2-121을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.8V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.172, y = 0.153 에 해당하는 4.8 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
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실험예
6>
상기 실험예 1에서 화합물 2-1 대신 실시예 21에서 제조한 화합물 2-179를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기에서 제조된 유기 발광 소자에 7.9V의 순방향 전계를 가한 결과, 100 mA/㎠의 전류밀도에서 1931 CIE color coordinate 기준으로 x = 0.173, y = 0.152 에 해당하는 4.9 cd/A 의 청색 발광이 관찰되었다.
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실험예
7>
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 화합물인 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(hexanitrile hexaazatriphenylene: 이하 HAT라 함)을 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 ITO 도전층 및 N형 유기물을 가지는 양극을 형성하였다.
[HAT]
상기 층 위에 상기 실시예 4에서 제조한 화합물 2-52(400Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성시켰다. 상기 정공 수송층 위에 Alq3를 300Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성시켰다. 상기 발광층 위에 하기 화학식의 전자 수송층 물질을 200Å의 두께로 증착하여 전자 수송층을 형성하였다.
[전자 수송층 물질]
상기 전자 수송층 위에 순차적으로 12Å 두께의 리튬 플루오라이드(LiF)와 2,000Å 두께의 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.3 ~ 0.8 Å/sec로 유지하였다. 또한, 음극의 리튬 플루오라이드는 0.3 Å/sec, 알루미늄은 1.5 ~ 2.5 Å/sec의 증착 속도를 유지하였다. 증착시 진공도는 1 × 10-7 ~ 3 × 10-7로 유지하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.54V의 전계를 보였으며, 1.89 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 정공 주입층과 발광층 사이에 층을 형성한 상기 실시예 4의 화합물 2-52가 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
8>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52의 물질을 실시예 11에서 제조한 화합물 3-78로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.52V의 전계를 보였으며, 1.91 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 3-78이 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
9>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 12에서 제조한 화합물 4-78로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.53V의 전계를 보였으며, 1.90 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 4-78이 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
10>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 13에서 제조한 화합물 2-104로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.50V의 전계를 보였으며, 1.89 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-104가 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
11>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 14에서 제조한 화합물 2-113으로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.31V의 전계를 보였으며, 1.98 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-113이 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
12>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 17에서 제조한 화합물 2-125로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.52V의 전계를 보였으며, 1.91 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-125가 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
13>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 18에서 제조한 화합물 2-127로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.53V의 전계를 보였으며, 1.90 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-127이 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
14>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 19에서 제조한 화합물 2-131로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.31V의 전계를 보였으며, 1.96 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-131이 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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실험예
15>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 실시예 20에서 제조한 화합물 2-155로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.52V의 전계를 보였으며, 1.91 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. 이와 같이 소자가 상기 구동 전압에서 작동하여 발광을 한다는 것은 상기 기판상에 형성한 박막과 정공 수송층 사이에 층을 형성한 상기 화합물 2-155가 정공 수송 역할을 하고 있다는 것을 나타낸다.
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비교실험예
1>
상기 실험예 7에서 정공 수송층으로 사용한 화합물 2-52를 이미 상용화된 하기 구조식의 NPB 물질로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다.
[NPB]
제조된 소자는 순방향 전류밀도 100 mA/cm2에서 4.82V의 전계를 보였으며, 1.87 lm/W의 광 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.
상기와 같이 본 발명에 따른 디아민 유도체는, 유기 전자 소자에 있어서 저전압, 고효율 등의 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.