KR101609031B1 - 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 상기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 상기 유기물층에 포함되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
상기 발광 물질은 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색의 발광 물질과, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색의 발광 물질로 구분될 수 있다. 또한 색순도의 증가와 에너지 전이를 통해 발광 효율을 증가시키기 위하여 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다.
도판트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도판트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도판트로 나눌 수 있다. 이때 인광 도판트는 이론적으로 형광 도판트에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 인광 도판트 뿐만 아니라 인광 호스트에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재 발광층에 사용되는 형광 도판트/호스트 물질로는 안트라센 유도체들이 알려져 있다. 또한 발광층에 사용되는 인광 도판트 물질로는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등의 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 알려져 있고, 인광 호스트 물질로는 4,4-dicarbazolybiphenyl(CBP)가 알려져 있다.
그러나 기존의 재료들은 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 좋지 않아 유기 전계 발광 소자에서의 수명 측면에서 만족할만한 수준이 되지 못하고 있으며 발광 특성 측면에서도 여전히 개선이 필요하다.
일본 공개특허공보 특개2001-160489
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 유리 전이온도가 높으며 열적 안정성이 우수하고, 발광 특성이 뛰어난 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112013119924600-pat00001
상기 화학식 1에서,
L은 단일결합, C6~C60의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar1은 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며,
R11 내지 R14은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
R11과 R12, R12와 R13, 또는 R13과 R14 중 적어도 하나는 서로 결합하여 5원 축합 고리를 형성하고,
상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C2~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환될 수 있으며,
상기 Ar1, R1 내지 R6 및 R11 내지 R14의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C2~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환될 수 있다.
상기 L의 아릴렌기, 헤테로아릴렌기와, 상기 Ar1, R1 내지 R6 및 R11 내지 R14의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기가 복수개의 치환기로 치환될 경우 복수개의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
한편 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 알킬은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있다.
본 발명에서의 알케닐(alkenyl)은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등이 있다.
본 발명에서의 알키닐(alkynyl)은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 에타인일(ethynyl), 2-프로파인일(2-propynyl) 등이 있다.
본 발명에서의 시클로알킬은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이의 비제한적인 예로는 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine)등이 있다.
본 발명에서의 헤테로시클로알킬은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소(포화 고리형 탄화수소)로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O 또는 S와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이의 비제한적인 예로는 모르폴린, 피페라진 등이 있다.
본 발명에서의 아릴은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 60의 방향족 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기를 의미한다. 이때, 2 이상의 고리는 서로 단순 부착되거나 축합된 형태로 부착될 수 있다. 이의 비제한적인 예로는 페닐, 비페닐, 터페닐(terphenyl), 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등이 있다.
본 발명에서의 헤테로아릴은 핵원자수 5 내지 60의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 수소 원자를 제거하여 얻어지는 1가의 작용기로서, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 질소(N), 산소(O), 황(S) 또는 셀레늄(Se)과 같은 헤테로원자로 치환된다. 이때, 헤테로아릴은 2 이상의 고리가 서로 단순 부착되거나 축합된 형태로 부착될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함할 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 비제한적인 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 및 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 알킬옥시는 RO-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 상기 R은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로서, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 비제한적인 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 아릴옥시는 R'O-로 표시되는 1가의 작용기를 의미하며, 상기 R'는 탄소수 6 내지 60의 아릴이다. 이러한 아릴옥시의 비제한적인 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등이 있다.
본 발명에서의 알킬실릴은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴을 의미하며, 아릴실릴은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 실릴을 의미하고, 아릴아민은 탄소수 6 내지 60의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 축합 고리는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에 따른 화합물은 내열성, 정공 주입능, 정공 수송능, 발광능 등이 우수하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료, 바람직하게는 정공 주입층 재료, 정공 수송층 재료 또는 발광층 재료로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물을 정공 주입층, 정공 수송층 및/또는 발광층에 포함하는 유기 전계 발광 소자는 발광성능, 구동전압, 수명, 효율 등의 측면이 크게 향상될 수 있고, 따라서 풀 칼라 디스플레이 패널 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
1. 유기 화합물
본 발명의 신규 유기 화합물은 퀴나졸린 모이어티(Quinazoline moiety)와 퓨란(Furan), 피롤(Pyrrole), 싸이오펜(Thiophene), 싸이클로펜타디엔(cyclopenta-1,3-diene)과 같은 5원 고리가 결합된 구조에 인돌 모이어티(Indole moiety)가 직접 결합(단일 결합)되거나, 링커기(L)를 통해 연결되어 기본 골격을 이루는 것으로, 상기 화학식 1로 표시된다.
유기 전계 발광 소자의 발광층에서, 호스트 물질은 호스트의 삼중항 에너지 갭이 도펀트보다 높아야 한다. 즉, 도펀트로부터 효과적으로 인광 발광을 제공하기 위해서는 호스트의 가장 낮은 여기 상태의 에너지가 도펀트의 가장 낮은 방출 상태의 에너지보다 더 높아야 한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 넓은 일중항 에너지 준위와 높은 삼중항 에너지 준위를 가지는 인돌 모이어티에 치환기가 도입됨으로써, 에너지 준위가 도펀트보다 높게 조절되어 호스트 물질로 유용하다.
또한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 흡수성이 큰 전자 끌개기(EWG)가 결합된 구조를 가짐으로써, 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 가지기 때문에 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다.
또 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 기본 골격에 다양한 치환체, 특히 아릴기 및/또는 헤테로아릴기가 도입되어 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨으로써, 유리 전이온도가 향상되고, 이로 인해 종래의 발광 재료(예를 들어, CBP)보다 높은 열적 안정성을 가질 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.
따라서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자는 성능 및 수명 특성이 크게 향상될 수 있고, 이러한 성능 및 수명 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자는 결과적으로 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, L이 단일결합이거나 페닐렌인 것이 바람직하다. 또한 Ar1은 C6~C60의 아릴기 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 구체적으로 하기 화학식 A-1 내지 A-9로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Figure 112013119924600-pat00002
상기 화학식 A-1 내지 A-9에서,
Ar1, R1 내지 R6 및 R11 내지 R14는 각각 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
X1은 O, S, N(R17) 및 C(R18)(R19)로 이루어진 군에서 선택되고,
R15 내지 R19는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 R15 내지 R19의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C2~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환또는 비치환될 수 있다. 상기 R15 내지 R19이 복수개의 치환기로 치환될 경우 복수개의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
여기서 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, 상기 화학식 A-1 내지 A-9에서, X1는 S인 것이 바람직하다.
또한 상기 화학식 1의
Figure 112013119924600-pat00003
는 하기 B-1 내지 B-10로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
Figure 112013119924600-pat00004
상기 B-1 내지 B-10에서,
R1 내지 R6은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며, 이때, R21이 복수개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며,
상기 R21 및 R22 의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C2~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환 또는 비치환될 수 있다. 상기 R21 및 R22가 복수개의 치환기로 치환될 경우 복수개의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한 m은 0 내지 4의 정수이다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물들로 구체화될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013119924600-pat00005
Figure 112013119924600-pat00006
Figure 112013119924600-pat00007
Figure 112013119924600-pat00008
Figure 112013119924600-pat00009
Figure 112013119924600-pat00010
Figure 112013119924600-pat00011
Figure 112013119924600-pat00012
Figure 112013119924600-pat00013
Figure 112013119924600-pat00014
Figure 112013119924600-pat00015
Figure 112013119924600-pat00016
Figure 112013119924600-pat00017
Figure 112013119924600-pat00018
Figure 112013119924600-pat00019
Figure 112013119924600-pat00020
Figure 112013119924600-pat00021
Figure 112013119924600-pat00022
Figure 112013119924600-pat00023
Figure 112013119924600-pat00024
Figure 112013119924600-pat00025
Figure 112013119924600-pat00026
Figure 112013119924600-pat00027
Figure 112013119924600-pat00028
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 합성방법에 따라 합성될 수 있다.
2. 유기 전계 발광 소자
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 단독 또는 2 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이 중에서 적어도 하나의 유기물층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 인광 발광층일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 녹색 또는 적색의 인광 호스트로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지져 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 향상될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 비제한적인 예로, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 추가로 적층될 수 있다. 또 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 적어도 하나 이상(예컨대, 발광층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 당업계에 공지된 재료 및 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판 또는 플라스틱 필름 등이 사용될 수 있다.
또 양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속; 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속; 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] TP-1의 합성
<단계 1> 2,4-dichlorothieno[3,2-h]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00029
질소 기류 하에서 thieno[3,2-h]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione 10.9g(50.0mmol)을 220ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2,4-dichlorothieno[3,2-h]quinazoline 5.2g(20.5 mmol, 수율 41%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 255.12g/mol, 측정치: 255g/mol)
1H-NMR: δ 7.58~7.65(m, 2H), 7.78(d, 1H), 7.84(d, 1H)
<단계 2> TP-1의 합성
Figure 112013119924600-pat00030
질소 기류 하에서 2,4-dichlorothieno[2,3-d]pyrimidine 5.2g, (20.5mmol), phenylboronic acid 2.5g(20.5mmol), Pd(PPh3)4 1.2g(5 mol%), potassium carbonate 8.5g(61.5mmol)를 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-1 3.7g(12.3mmol, 수율 60%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 296.77g/mol, 측정치: 296/mol)
1H-NMR: δ 7.41~7.51(m, 4H), 7.58(d, 2H), 7.65~7.78(m, 3H)
[준비예 2] TP-2의 합성
Figure 112013119924600-pat00031
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.5g, (20.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-2(4.1g, 11.9mmol, 수율 58 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 346.83g/mol, 측정치: 346g/mol)
1H-NMR: δ 7.51~7.65(m, 5H), 7.78~7.84(m, 2H), 7.95(d, 1H), 8.04~8.08(m, 2H), 8.55 (m, 1H)
[준비예 3] TP-3의 합성
Figure 112013119924600-pat00032
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 4.1g(20.5mmol)을 사용한 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-3 4.5g(12.1mmol, 수율 59 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 372.87g/mol, 측정치: 372g/mol)
1H-NMR: δ 7.41~7.65(m, 7H), 7.78~85(m, 4H), 8.30(d, 2H)
[준비예 4] TP-4의 합성
<단계 1> 2,4-dichlorothieno[3,4-g]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00033
질소 기류 하에서 thieno[3,4-g]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione 10.9g(50.0mmol)을 220ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2,4-dichlorothieno[3,4-g]quinazoline 5.1g(20.0mmol, 수율 40%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 255.12 g/mol, 측정치: 255 g/mol)
1H-NMR: δ 7.20(s, 2H), 7.84(s, 1H), 8.01(s, 1H)
<단계 2> TP-4의 합성
Figure 112013119924600-pat00034
질소 기류 하에서 2,4-dichlorothieno[3,4-g]quinazoline 5.1g(20.0mmol), phenylboronic acid 2.4g(20.0mmol), Pd(PPh3)4 1.1g(5 mol%), potassium carbonate 8.3g(60.0mmol)를 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-4 3.7g(12.4mmol, 수율 62%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 296.77g/mol, 측정치: 296 g/mol)
1H-NMR: δ 7.22(s, 2H), 7.29~7.63(m, 3H), 7.74~7.84(m, 3H), 8.01(s, 1H)
[준비예 5] TP-5의 합성
Figure 112013119924600-pat00035
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.4g(20.0mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 4의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-5(4.0g, 11.6mmol, 수율 58 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 346.83g/mol, 측정치: 346g/mol)
1H-NMR: δ 7.20(s, 2H), 7.55~7.61(m, 3H), 7.95(s, 1H), 7.96~8.09(m, 4H), 8.51(m, 1H)
[준비예 6] TP-6의 합성
Figure 112013119924600-pat00036
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 4.0g(20.0mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 4의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-6(4.7g, 12.6mmol, 수율 63%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 372.87g/mol, 측정치: 372g/mol)
1H-NMR: δ 7.20(s, 2H), 7.39~7.52(m, 4H), 7.83~7.85(m, 4H), 8.03(s, 1H), 8.28(d, 2H)
[준비예 7] TP-7의 합성
<단계 1> 7,9-dichlorothieno[2,3-f]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00037
질소 기류 하에서 thieno[2,3-f]quinazoline-7,9(6H,8H)-dione 10.9g(50.0mmol)을 220ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 7,9-dichlorothieno[2,3-f]quinazoline 4.7g(18.5mmol, 수율 37%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 255.12 g/mol, 측정치: 255 g/mol)
1H-NMR: δ 7.65 (d, 1H), 7.75~7.81(m, 2H), 8.14(d, 1H)
<단계 2> TP-7의 합성
Figure 112013119924600-pat00038
질소 기류 하에서 7,9-dichlorothieno[2,3-f]quinazoline 4.7g (18.5mmol), phenylboronic acid 2.3g(18.5 mmol), Pd(PPh3)4 1.1g (5 mol%), potassium carbonate 7.7g(55.5 mmol)를 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-7 3.4g(11.5mmol, 수율 62%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 296.77 g/mol, 측정치: 296 g/mol)
1H-NMR: δ 7.41~7.51(m, 4H), 7.65(d, 1H), 7.72~7.79(m, 3H), 8.13(d, 1H)
[준비예 8] TP-8의 합성
Figure 112013119924600-pat00039
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.2g(18.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 7의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-8 3.8g(10.9mmol, 수율 59%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 346.83g/mol, 측정치: 346g/mol)
1H-NMR: δ 7.52~7.85(m, 6H), 7.94(d, 1H), 8.03~8.21(m, 3H), 8.51(d, 1H)
[준비예 9] TP-9의 합성
Figure 112013119924600-pat00040
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 3.7g(18.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 7의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-9 3.8g(10.2mmol, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 372.87g/mol, 측정치: 372g/mol)
1H-NMR: δ 7.41~7.54(m, 5H), 7.65(d, 1H), 7.76~7.88(m, 4H), 8.12(d, 1H), 8.30(d, 2H)
[준비예 10] TP-10의 합성
<단계 1> 2,4-dichloro-9-phenyl-9H-pyrrolo[3,2-h]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00041
질소 기류 하에서 9-phenyl-1H-pyrrolo[3,2-h]quinazoline-2,4(3H,9H)-dione 13.9g(50.0mmol)를 280ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2,4-dichloro-9-phenyl-9H-pyrrolo[3,2-h]quinazoline 5,8g(18.5mmol, 수율 37%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 314.17 g/mol, 측정치: 314 g/mol)
1H-NMR: δ 6.52 (d, 1H), 7.47~7.66(m, 7H), 7.89(d, 1H)
<단계 2> TP-10의 합성
Figure 112013119924600-pat00042
질소 기류 하에서 2,4-dichloro-9-phenyl-9H-pyrrolo[3,2-h]quinazoline 5.8 g(18.5mmol), phenylboronic acid 2.3g(18.5 mmol), Pd(PPh3)4 1.1g(5 mol%), potassium carbonate 7.7g(55.5 mmol)을 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-10 4.1g(11.5mmol, 수율 62%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 355.82 g/mol, 측정치: 355 g/mol)
1H-NMR: δ 6.52 (d, 1H), 7.38~7.59(m, 10H), 7.68~7.78(m, 3H)
[준비예 11] TP-11의 합성
Figure 112013119924600-pat00043
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.2g(18.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-11 4.5g(11.1mmol, 수율 60%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 405.88g/mol, 측정치: 405g/mol)
1H-NMR: δ 6.52 (d, 1H), 7.42~7.67(m, 10H), 7.83(d, 1H), 7.99(d, 1H), 7.63~7.74(m, 2H), 8.44(d, 1H)
[준비예 12] TP-12의 합성
Figure 112013119924600-pat00044
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 3.7g(18.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-12 4.6g(10.5mmol, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 431.92g/mol, 측정치: 431g/mol)
1H-NMR: δ 6.52 (d, 1H), 7.40~7.63(m, 12H), 7.83(m, 3H), 8.28(d, 2H)
[준비예 13] TP-13의 합성
<단계 1> 2,4-dichlorofuro[3,2-h]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00045
질소 기류 하에서 furo[3,2-h]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione, 10.1g(50.0mmol)를 200ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2,4-dichlorofuro[3,2-h]quinazoline 4.7g(19.5mmol, 수율 39%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 239.06 g/mol, 측정치: 239 g/mol)
1H-NMR: δ 6.58(d, 1H), 7.48~7.57(m, 2H), 7.79(d, 1H)
<단계 2> TP-13의 합성
Figure 112013119924600-pat00046
질소 기류 하에서 2,4-dichlorofuro[3,2-h]quinazoline 4.7g(19.5mmol), phenylboronic acid 2.4g(19.5 mmol), Pd(PPh3)4 1.1g(5 mol%), potassium carbonate 8.1g(58.5 mmol)를 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-13 3.6g(12.9mmol, 수율 66%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 280.71 g/mol, 측정치: 280 g/mol)
1H-NMR: δ 6.58(d, 1H), 7.41~7.59(m, 5H), 7.78~7.87(m, 3H)
[준비예 14] TP-14의 합성
Figure 112013119924600-pat00047
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.4g(19.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 13의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-14 4.3g(13.1mmol, 수율 65%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 330.77g/mol, 측정치: 330g/mol)
1H-NMR: δ 6.58(d, 1H), 7.40~7.56(m, 5H), 7.82(d, 1H), 7.93~8.12(m, 3H), 8.52(m, 1H)
[준비예 15] TP-15의 합성
Figure 112013119924600-pat00048
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 4.7g(19.5mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 13의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-15 4.5g(12.7mmol, 수율 65%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 356.80g/mol, 측정치: 356g/mol)
1H-NMR: δ 6.58(d, 1H), 7.42~7.51(m, 7H), 7.80~7.83(m, 3H), 8.22(d, 2H)
[준비예 16] TP-16의 합성
<단계 1> 2 2,4-dichloro-9,9-dimethyl-9H-cyclopenta[h]quinazoline의 합성
Figure 112013119924600-pat00049
질소 기류 하에서 9,9-dimethyl-1H-cyclopenta[h]quinazoline-2,4(3H,9H)-dione 11.41g(50.0mmol)를 230ml의 phosphoryl chloride에 넣고 106℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2,4-dichloro-9,9-dimethyl-9H-cyclopenta[h]quinazoline 5.6g(21.0mmol, 수율 42%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 265.14 g/mol, 측정치: 265 g/mol)
1H-NMR: δ 1.61(s, 6H), 6.33(d, 1H), 6.53(d, 1H), 7.50(d, 1H), 7.58(d, 1H)
<단계 2> TP-16의 합성
Figure 112013119924600-pat00050
질소 기류 하에서 2,4-dichloro-9,9-dimethyl-9H-cyclopenta[h]quinazoline 5.6g(21.0mmol), phenylboronic acid 2.6g(21.0mmol), Pd(PPh3)4 1.2g(5mol%), potassium carbonate 8.7g(63.0 mmol)를 80ml/40ml/40ml의 Toluene/H2O/Ethanol에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 메틸렌클로라이드를 이용하여 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 TP-16 3.6g(13.9mmol, 수율 67%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 306.79 g/mol, 측정치: 306 g/mol)
1H-NMR: δ 1.61(s, 6H), 6.33(d, 1H), 6.54(d, 1H), 7.48~7.77(d, 5H), 7.77(d, 2H)
[준비예 17] TP-17의 합성
Figure 112013119924600-pat00051
phenylboronic acid 대신 1-naphthylboronic acid 3.5g(21.0mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 16의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 TP-17 4.9g(13.7mmol, 수율 65%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 306.79g/mol, 측정치: 306g/mol)
1H-NMR: δ 1.61(s, 6H), 6.33(d, 1H), 6.53(d, 1H), 7.53~7.61(d, 5H), 7.94(d, 1H), 8.01~8.09(m. 2H), 8.56(m, 1H)
[준비예 18] TP-18의 합성
Figure 112013119924600-pat00052
phenylboronic acid 대신 4-biphenylboronic acid 5.6g(21.0mmol)를 사용한 것을 제외하고는 준비예 16의 <단계 2>과 동일한 과정을 수행하여 TP-18 4.8g(12.6mmol, 수율 60%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 382.88g/mol, 측정치: 382g/mol)
1H-NMR: δ 1.61(s, 6H), 6.33(d, 1H), 6.53(d, 1H), 7.50~7.58(d, 7H), 7.83(d, 2H), 8.24(d, 2H)
[합성예 1] R1의 합성
Figure 112013119924600-pat00053
질소 기류 하에서 TP-1 3.7g(12.4mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.8g(13.5mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.6g(36.9mmol)를 70ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R1 3.7g(6.8mmol, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 542.65g/mol, 측정치: 542g/mol)
[합성예 2] R2의 합성
Figure 112013119924600-pat00054
질소 기류 하에서 TP-2 4.1g(11.9mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.7g(13.1mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.4g(35.7mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R2 3.6g(6.1mmol, 수율 51%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 592.71g/mol, 측정치: 592g/mol)
[합성예 3] R3의 합성
Figure 112013119924600-pat00055
질소 기류 하에서 TP-3 4.5g(12.1mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.8g(13.3mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.5g(36.3mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R3 4.0g(6.4mmol, 수율 53%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 618.75, 측정치: 618mol)
[합성예 4] R15의 합성
Figure 112013119924600-pat00056
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9H-carbazole 2.3g(13.5mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R15 2.8g(6.6mmol, 수율 54 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 427.52g/mol, 측정치: 427 g/mol)
[합성예 5] R16의 합성
Figure 112013119924600-pat00057
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9H-carbazole 2.2g(13.1mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R16 2.8g(5.9mmol, 수율 50 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 477.58 g/mol, 측정치: 477 g/mol)
[합성예 6] R17의 합성
Figure 112013119924600-pat00058
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9H-carbazole 4.3g(13.3mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R17 3.4g(6.7mmol, 수율 55 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 503.62 g/mol, 측정치: 503 g/mol)
[합성예 7] R29의 합성
Figure 112013119924600-pat00059
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 7H-benzo[c]carbazole 2.9(13.5mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R-29 3.3g(7.0mmol, 수율 57 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 477.58 g/mol, 측정치: 477 g/mol)
[합성예 8] R30의 합성
Figure 112013119924600-pat00060
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 7H-benzo[c]carbazole 3.9(13.1mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R-30 3.4g(6.4mmol, 수율 54 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 527.64 g/mol, 측정치: 527 g/mol)
[합성예 9] R31의 합성
Figure 112013119924600-pat00061
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 7H-benzo[c]carbazole 4.3(13.3mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R31 3.7g(6.7mmol, 수율 55 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 553.67 g/mol, 측정치: 553 g/mol)
[합성예 10] R43의 합성
Figure 112013119924600-pat00062
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole 5.5g(13.5mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R43 4.2g(6.3mmol, 수율 51 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 668.81 g/mol, 측정치: 668 g/mol)
[합성예 11] R44의 합성
Figure 112013119924600-pat00063
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole 5.3g(13.1 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R44 4.3g(5.9mmol, 수율 50 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 718.87 g/mol, 측정치: 718 g/mol)
[합성예 12] R45의 합성
Figure 112013119924600-pat00064
3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 대신 9-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole 5.4g(13.3mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 R45 4.4g(5.9mmol, 수율 49 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 744.90 g/mol, 측정치: 744 g/mol)
[합성예 13] R57의 합성
Figure 112013119924600-pat00065
질소 기류 하에서 TP-4 3.7g(12.4mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.8g(13.6mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.5g(37.2mmol)를 70ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R57 3.7g(6.8mmol, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 542.65g/mol, 측정치: 542g/mol)
[합성예 14] R58의 합성
Figure 112013119924600-pat00066
질소 기류 하에서 TP-5, 4.0g(11.6mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole, 3.5g(12.8mmol), 0.5g (5 mol%)의 Pd2(dba)3, tri-tert-butylphosphine, 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.2g(34.8mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R58, 3.5g(5.9mmol, 수율 51%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 592.71g/mol, 측정치: 592g/mol)
[합성예 15] R59의 합성
Figure 112013119924600-pat00067
질소 기류 하에서 TP-6 4.7g(12.6mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.7g(13.9mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.4g(37.8mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R59 4.2g(6.8mmol, 수율 54%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 618.75g/mol, 측정치: 618g/mol)
[합성예 16] R113의 합성
Figure 112013119924600-pat00068
질소 기류 하에서 TP-7 3.4g(11.5mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 4.1g(12.7mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.7mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.8g(34.5mmol)를 70ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R113 3.4g(6.3mmol, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 542.65g/mol, 측정치: 542g/mol)
[합성예 17] R114의 합성
Figure 112013119924600-pat00069
질소 기류 하에서 TP-8 3.8g(10.9mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.6g(12.0mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.4g(32.7mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R114, 3.7g(6.2mmol, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 592.71g/mol, 측정치: 592g/mol)
[합성예 18] R115의 합성
Figure 112013119924600-pat00070
질소 기류 하에서 TP-9 3.8g(10.2mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.2g(11.2mmol), Pd2(dba)3 0.6g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.4g(30.6mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R115 3.3g(5.4mmol, 수율 53%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 618.75g/mol, 측정치: 618g/mol)
[합성예 19] R169의 합성
Figure 112013119924600-pat00071
질소 기류 하에서 TP-10 4.1g(11.5mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.4g(12.6mmol), Pd2(dba)3 0.5g (5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.5mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.1g(34.4mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R169, 3.9g(6.4mmol, 수율 56%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 601.70g/mol, 측정치: 601g/mol)
[합성예 20] R170의 합성
Figure 112013119924600-pat00072
질소 기류 하에서 TP-11 4.5g(11.0mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.3g(12.1mmol), Pd2(dba)3 0.5g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.5mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.1g(33.0mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R170, 4.2g(6.5mmol, 수율 59%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 651.76g/mol, 측정치: 651g/mol)
[합성예 21] R171의 합성
Figure 112013119924600-pat00073
질소 기류 하에서 TP-12 4.6g(10.6mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.3g(11.6mmol), Pd2(dba)3 0.5g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.5mmol) 및 Sodium tert-butoxide 2.9g(31.7mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R171, 3.6g(5.4mmol, 수율 51%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 677.79g/mol, 측정치: 677g/mol)
[합성예 22] R336의 합성
Figure 112013119924600-pat00074
질소 기류 하에서 TP-13 3.6g(12.9mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 4.0g(14.2mmol), Pd2(dba)3 0.6g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.7g(38.6mmol)를 70ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R336 3.7g(7.1mmol, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 526.59g/mol, 측정치: 526g/mol)
[합성예 23] R337의 합성
Figure 112013119924600-pat00075
질소 기류 하에서 TP-14 4.3g(13.0mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 4.1g(14.3mmol), Pd2(dba)3 0.6g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.7mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.8g(39.0mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R337 3.9g(6.8mmol, 수율 52%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 576.64g/mol, 측정치: 576g/mol)
[합성예 24] R338의 합성
Figure 112013119924600-pat00076
질소 기류 하에서 TP-15 4.5g(12.7mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.9g(14.0mmol), Pd2(dba)3 0.6g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.6mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.7g(38.1mmol)를 90ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R338 4.1g(6.7mmol, 수율 53%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 602.68g/mol, 측정치: 602g/mol)
[합성예 25] R504의 합성
Figure 112013119924600-pat00077
질소 기류 하에서 TP-16 4.3g(14.1mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 4.3g(15.5mmol), Pd2(dba)3 0.7g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.7mmol) 및 Sodium tert-butoxide 4.0g(42.2mmol)를 80ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R504 4.4g(8.0mmol, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 552.67g/mol, 측정치: 552g/mol)
[합성예 26] R505의 합성
Figure 112013119924600-pat00078
질소 기류 하에서 TP-17 4.9(13.7mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 4.3g(15.1mmol), Pd2(dba)3 0.7g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.7mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.9g(41.1mmol)를 100ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R505 4.2g(7.0mmol, 수율 51%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 602.73g/mol, 측정치: 602g/mol)
[합성예 27] R506의 합성
Figure 112013119924600-pat00079
질소 기류 하에서 TP-18 4.8g(12.6mmol), 3-phenyl-3,10-dihydropyrrolo[3,2-a]carbazole 3.9g(13.9 mmol), Pd2(dba)3 0.6g(5 mol%), tri-tert-butylphosphine 0.1g(0.7mmol) 및 Sodium tert-butoxide 3.9g(37.8mmol)를 100ml의 Toluenel에 넣고 110℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 R506 4.5g(7.2mmol, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 628.76g/mol, 측정치: 628g/mol)
[실시예 1 내지 21] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 적색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 기판(전극) 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ 90% 합성예 1 내지 21 각각의 화합물 + 10 % (piq)2Ir(acac) (30nm)/BCP (10nm)/Alq3 (30nm)/LiF (1nm)/Al (200nm) 순으로 적층하여 소자를 제조하였다.
[비교예 1] 적색 유기 전계 발광 소자의 제조
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 상기 합성예 1의 화합물 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 소자를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 21 및 비교예 1에서 사용된 m-MTDATA, TCTA (piq)2Ir(acac), BCP 및 CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure 112013119924600-pat00080

[평가예 1]
실시예 1 내지 21 및 비교예 1에서 각각 제조된 적색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 발광피크 및 전류효율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 R1 4.2 620 12.1
실시예 2 R2 4.2 621 12.3
실시예 3 R3 4.2 621 12.2
실시예 4 R15 4.2 621 12.2
실시예 5 R16 4.2 622 12.1
실시예 6 R17 4.1 620 12.1
실시예 7 R29 4.3 620 12.2
실시예 8 R30 4.2 622 12.1
실시예 9 R31 4.3 621 12.0
실시예 10 R43 4.3 620 12.0
실시예 11 R44 4.2 621 12.1
실시예 12 R45 4.2 621 12.1
실시예 13 R57 4.1 620 12.4
실시예 14 R58 4.2 621 12.1
실시예 15 R59 4.0 622 12.4
실시예 16 R113 4.3 621 12.3
실시예 17 R114 4.2 621 12.1
실시예 18 R115 4.2 621 12.2
실시예 19 R169 4.1 621 12.2
실시예 20 R170 4.2 620 12.3
실시예 21 R171 4.3 622 12.2
비교예 1 CBP 5.3 620 8.2
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 적색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 적용한 경우(실시예 1 내지 21)가 종래 CBP를 적색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 적용한 경우(비교예1)보다 효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
[실시예 22 내지 27] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60nm)/TCTA (80nm)/ 90% 합성예 22 내지 27 각각의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10nm)/Alq3 (30nm)/LiF (1nm)/Al (200nm) 순으로 적층하여 소자를 제작하였다.
[비교예 2] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 합성예 22의 화합물 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 22와 동일한 과정으로 소자를 제조하였다.
상기 실시예 22 내지 27 및 비교예 2에서 사용된 m-MTDATA, TCTA Ir(ppy)3, BCP 및 CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure 112013119924600-pat00081

[평가예 2]
실시예 22 내지 27 및 비교예 2에서 각각 제조한 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 22 R336 6.7 515 40.2
실시예 23 R337 6.6 515 41.4
실시예 24 R338 6.5 516 41.1
실시예 25 R504 6.5 516 41.4
실시예 26 R505 6.6 515 40.8
실시예 27 R506 6.7 515 41.0
비교예 2 CBP 7.1 516 37.0
상기 표2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물을 녹색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 적용한 경우(실시예 22 내지 27)가 종래 CBP를 녹색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 적용한 경우(비교예2)보다 효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 A-1 내지 A-9로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물:
    Figure 112015084141839-pat00086

    상기 화학식 A-1 내지 A-9에서,
    X1은 O, S, N(R17) 및 C(R18)(R19)로 이루어진 군에서 선택되고,
    L은 단일결합, C6~C18의 아릴렌기 및 핵원자수 5 내지 18의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
    Ar1은 수소, 중수소, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴실릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴실릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며,
    R11 내지 R19는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴실릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 L의 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴실릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있으며,
    상기 Ar1, R1 내지 R6 및 R11 내지 R19의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴실릴기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴실릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의
    Figure 112013119924600-pat00084
    가 하기 B-1 내지 B-10로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택되는 화합물.
    Figure 112013119924600-pat00085

    상기 B-1 내지 B-10에서,
    R1 내지 R6은 제1항에서 정의한 바와 동일하고,
    R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
    상기 R21 및 R22 의 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는, 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 시아노, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C2~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있으며,
    m은 0 내지 4의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 L이 단일결합 또는 페닐렌인 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1이 C6~C60의 아릴기 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기인 화합물.
  6. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 유기물층은 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층이 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층이 인광 발광층인 유기 전계 발광 소자.
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