KR101618411B1 - 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101618411B1
KR101618411B1 KR1020130144568A KR20130144568A KR101618411B1 KR 101618411 B1 KR101618411 B1 KR 101618411B1 KR 1020130144568 A KR1020130144568 A KR 1020130144568A KR 20130144568 A KR20130144568 A KR 20130144568A KR 101618411 B1 KR101618411 B1 KR 101618411B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
aryl
mmol
synthesis
mol
Prior art date
Application number
KR1020130144568A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150061149A (ko
Inventor
백영미
김성무
이창준
신진용
이은정
김태형
Original Assignee
주식회사 두산
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 두산 filed Critical 주식회사 두산
Priority to KR1020130144568A priority Critical patent/KR101618411B1/ko
Publication of KR20150061149A publication Critical patent/KR20150061149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101618411B1 publication Critical patent/KR101618411B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/12—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D487/14—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/12—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D471/14—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom

Abstract

본 발명은 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명의 유기 화합물을 호스트 물질로 포함한 발광층을 유기 전계 발광 소자에 도입함으로써 발광효율, 구동 전압 및 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.

Description

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC LIGHT-EMITTING COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 신규 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.
대한민국 공개특허 2011-0066763
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 유리 전이온도가 높으며 열적 안정성이 우수하고, 발광 특성이 개선된 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112013107807720-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1과 R2 또는 R2와 R3는 하기 화학식 2로 표시되는 축합(fused) 고리를 형성하며,
[화학식 2]
Figure 112013107807720-pat00002
상기 화학식 2에서,
점선은 화학식 1과 결합되는 부분이고,
X1 내지 X12는 각각 독립적으로 N 또는 C(R4)이며,
Y1은 C(Ar2)(Ar3), N(Ar4), O, S 및 Si(Ar5)(Ar6)로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접한 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1내지 R4 및 Ar1 내지 Ar6의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기는 각각 독립적으로, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다. 이때, 복수개의 치환기로 치환될 경우 이들은 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 발명에서 알킬은 탄소수 1 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알케닐(alkenyl)은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알키닐(alkynyl)은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진 탄소수 2 내지 40의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴은 단독 고리 또는 2이상의 고리가 조합된 탄소수 6 내지 40의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 헤테로아릴은 핵원자수 5 내지 40의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 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 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴옥시는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 6 내지 40의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알킬옥시는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 아릴아민은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서 시클로알킬은 탄소수 3 내지 40의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 노르보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 헤테로시클로알킬은 핵원자수 3 내지 40의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 알킬실릴은 탄소수 1 내지 40의 알킬로 치환된 실릴이고, 아릴실릴은 탄소수 6 내지 40의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서 축합고리는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 발광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우, 종래의 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능 및 수명이 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole모이어티에 축합(fused) 방?족 고리 또는 축합 헤테로환 고리가 결합된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 다양한 치환체가 도입되어 에너지 레벨이 조절됨으로써 넓은 밴드갭 (sky blue ~ red)을 가질 수 있다.
구체적으로, 정공 수송 능력이 우수한 5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole모이어티에 다양한 방향족 환(aromatic ring)이 도입될 경우, 전자 흡수성이 큰 전자끄는기(electron withdrawing group, EWG)와 전자 공여성이 큰 전자주는기(electron donating group, EDG)를 모두 가져 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 나타내 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층에서 인광 호스트로서 유리할 뿐만 아니라, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 수송층에도 적용될 수 있다.
또한 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 다양한 방향족 환(aromatic ring) 치환체로 인해 화합물의 분자량이 유의적으로 증대됨되어 유리전이온도가 높고, 열적 안정성이 우수하다.
따라서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층의 재료로 사용할 경우, 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)에 비해 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure 112013107807720-pat00003
[화학식 4]
Figure 112013107807720-pat00004
[화학식 5]
Figure 112013107807720-pat00005
[화학식 6]
Figure 112013107807720-pat00006
상기 화학식 3 내지 6에서, X1 내지 X12, Ar1, Y1 및 R1 내지 R3은 상기에서 정의한 바와 동일하다.
상기 X1 내지 X12 는 각각 독립적으로 N 또는 C(R4)에서 선택되는데, 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때 모두 C(R4)인 것이 바람직하다. 이때 복수개의 R4는 서로 동일하거나 상이하다.
상기 Y1은 C(Ar2)(Ar3), N(Ar4), O, S 및 Si(Ar5)(Ar6)로 이루어진 군에서 선택되는데, 유기 전계 발광 소자의 특성을 고려할 때, N(Ar4)인 것이 바람직하다.
구체적으로 본 발명의 화학식 1로 표기되는 화합물은 하기 화학식 7 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure 112013107807720-pat00007
[화학식 8]
Figure 112013107807720-pat00008
[화학식 9]
Figure 112013107807720-pat00009
[화학식 10]
Figure 112013107807720-pat00010
상기 화학식 7 내지 10에서, R1 내지 R4, Ar1 및 Ar4는 상기에서 정의한 바와 동일하다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 넓은 밴드갭과 열적 안정성을 고려할 때, 상기 Ar1 내지 Ar6는 각각 독립적으로 C6~C60의 아릴기, 또는 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 화학식 1로 표기되는 화합물에서 축합 고리를 형성하는 것을 제외한 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
구체적으로 본 발명의 화학식 1의 화합물에서, Ar1 내지 Ar6 및 축합 고리를 형성하는 것을 제외한 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 하기 S1 내지 S204로 표시되는 구조(치환체)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Figure 112013107807720-pat00011
Figure 112013107807720-pat00012
Figure 112013107807720-pat00013
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 C-1 내지 C-179로 표시되는 화합물로 구체화될 수 있으나, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112013107807720-pat00014
Figure 112013107807720-pat00015
Figure 112013107807720-pat00016
Figure 112013107807720-pat00017
Figure 112013107807720-pat00018
Figure 112013107807720-pat00019

2. 유기 전계 발광 소자
본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층 물질로서 유기 전계 발광 소자에 포함될 수 있다. 이 경우 유기 전계 발광 소자는 발광효율, 휘도, 전력효율, 열적 안정성 및 소자 수명이 향상될 수 있다.
특히 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층의 인광 호스트, 형광 호스트 또는 도펀트 재료인 것이 바람직하며, 발광층의 인광 호스트인 것이 더욱 바람직하다.
이러한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 이때 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 위치할 수도 있다.
또한 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상을 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 유기물층 및 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
예컨대, 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영 또는 유리판, 금속판, 플라스틱 필름이나 시트 등이 사용될 수 있다.
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 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 또는 카본블랙 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층으로 사용되는 물질은 당업계에 알려진 통상의 물질이라면 특별히 한정되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] IC-1의 합성
<단계 1> 1-bromo-2-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00020
질소 기류 하에서 1-bromo-2-chloro-9H-carbazole (13.0 g, 46.17 mmol), 1-iodo-2-nitrobenzene (17.3 g, 69.26 mmol), Cu powder (0.29 g, 4.62 mmol), K2CO3 (6.38 g, 46.17 mmol), Na2SO4 (6.56 g, 46.17 mmol), nitrobenzene (200 ml)를 혼합하고 200?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 1-bromo-2-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole (12.4 g, 수율 67%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.90 (d, 1H), 7.31 (m, 2H), 7.71 (t, 1H), 7.95 (m, 4H), 8.26 (d, 1H), 8.55 (d, 1H)
<단계 2> 2-(1-bromo-2-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline의 합성
Figure 112013107807720-pat00021
수소 기류 하에서 1-bromo-2-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole (12.0 g, 30.0 mmol)을 THF 50 ml 에 넣고 녹인 후 10% Pd/C (1 g)을 넣고 상온에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 Celite filter 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2-(1-bromo-2-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline (9.25 g, 수율 83%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.28 (s, 2H), δ 6.90 (d, 1H), 7.28 (m, 2H), 7.71 (t, 1H), 7.95 (m, 4H), 8.26 (d, 1H), 8.55 (d, 1H)
<단계 3> 6-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00022
질소 기류 하에서 2-(1-bromo-2-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline (7.43 g, 20.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.91 g, 1.00 mmol), (t-Bu)3P (0.80 g, 4.0 mmol), sodium tert-butoxide (5.76 g, 60.0 mmol) 을 100 ml toluene에 넣고 110?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 6-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (4.42 g, 수율 76 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 4.01 (s, 1H), δ 6.63 (d, 1H), 6.77 (d, 1H), 7.24 (m, 2H), 7.38 (m, 4H), 7.94 (d, 1H), 8.52 (d, 1H)
<단계 4> 6-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00023
질소 기류 하에서 6-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (4.36 g, 15.0 mmol)과 2-nitrophenylboronic acid (3.76 g, 22.5 mmol), NaOH (1.80 g, 45.0 mmol) 및 THF/H2O (80 ml/40 ml)를 혼합한 다음, 40?에서 Pd(PPh3)4 (0.87 g, 5 mol%)를 넣고 80?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 6-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.85 g, 수율 68%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 4.01 (s, 1H), δ 6.63 (d, 1H), δ 6.95 (t, 1H), 7.24 (m, 2H), 7.35 (m, 2H), 7.60 (m, 3H), 7.92 (m, 2H), 8.03 (m, 2H), 8.54 (d, 1H)
<단계 5> 6-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00024
질소 기류 하에서 6-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.85 g, 10.20 mmol), iodobenzene (3.12 g, 15.3 mmol), Cu powder (0.07 g, 1.02 mmol), K2CO3 (1.41 g, 10.2 mmol), Na2SO4 (1.45 g, 10.2 mmol), nitrobenzene (80 ml)를 혼합하고 200?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리하여 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 물이 제거된 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 6-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.28 g, 수율 71%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.63 (d, 2H), δ 6.95 (m, 2H), 7.24 (m, 3H), 7.35 (m, 2H), 7.60 (m, 3H), 7.92 (m, 3H), 8.03 (m, 3H), 8.54 (d, 1H)
<단계 6> IC-1의 합성
Figure 112013107807720-pat00025
질소 기류 하에서 6-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.17 g, 7.00 mmol), triphenylphosphine (5.51 g, 21.00 mmol) 및 1,2-dichlorobenzene (50 ml)를 혼합하고 12시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후 1,2-dichlorobenzene를 제거하고 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 유기층에 대해 MgSO4로 물을 제거하고, 컬럼크로마토그래피로 정제하여 IC-1 (2.24 g, 수율 76%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.63 (d, 2H), δ 6.95 (m, 2H), 7.24 (m, 3H), 7.35 (m, 2H), 7.60 (m, 2H), 7.92 (m, 3H), 8.03 (m, 3H), 8.54 (d, 1H), δ 10.1 (s, 1H)
[준비예 2] IC-2 및 IC-3의 합성
<단계 1> 1-bromo-3-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00026
준비예 1의 단계 1에서 1-bromo-2-chloro-9H-carbazole 대신 1-bromo-3-chloro-9H-carbazole(13.0 g, 46.17 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성하여 1-bromo-3-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole (12.4 g, 수율 67%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 7.29 (m, 3H), 7.50 (s, 1H), 7.71 (t, 1H), 7.93 (m, 3H), 8.26 (d, 1H), 8.55 (d, 1H)
<단계 2> 2-(1-bromo-3-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline의 합성
Figure 112013107807720-pat00027
준비예 1의 단계 2에서 1-bromo-2-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole 대신 1-bromo-3-chloro-9-(2-nitrophenyl)-9H-carbazole(12.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성하여 2-(1-bromo-3-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline (9.25 g, 수율 83%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.28 (s, 2H), δ 6.63 (d, 1H), δ 6.94 (t, 1H), 7.28 (m, 5H), 7.50 (s, 1H), 7.95 (d, 1H), 8.55 (d, 1H)
<단계 3> 7-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00028
준비예 1의 단계 3에서 2-(1-bromo-2-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline 대신 2-(1-bromo-3-chloro-9H-carbazol-9-yl)aniline(7.43 g, 20.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성하여 7-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (4.42 g, 수율 76 %)을 얻었다.
1H-NMR: δ 4.01 (s, 1H), δ 6.63 (d, 1H), 6.93 (m, 2H), 7.28 (m, 4H), 7.94 (d, 1H), 8.52 (d, 1H)
<단계 4> 7-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00029
준비예 1의 단계 4에서 6-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole 대신 7-chloro-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole(4.36 g, 15.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성하여 7-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.85 g, 수율 68%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 4.01 (s, 1H), δ 6.50 (s, 1H), δ 6.63 (d, 1H), δ 6.95 (t, 1H), 7.29 (m, 5H), 7.67 (t, 1H), 7.97 (m, 3H), 8.54 (d, 1H)
<단계 5> 7-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole의 합성
Figure 112013107807720-pat00030
준비예 1의 단계 5에서 6-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole 대신 7-(2-nitrophenyl)-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.85 g, 10.20 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성하여 7-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.28 g, 수율 71%)을 얻었다.
1H-NMR: δ 6.50 (s, 1H), δ 6.63 (d, 3H), δ 6.81 (t, 1H), δ 6.94 (t, 1H), 7.28 (m, 7H), 7.67 (t, 1H), 7.96 (m, 4H), 8.54 (d, 1H)
<단계 6> IC-2 및 IC-3의 합성
Figure 112013107807720-pat00031
준비예 1의 단계 6에서 6-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole 대신 7-(2-nitrophenyl)-5-phenyl-5H-quinoxalino[3,2,1-jk]carbazole (3.17 g, 7.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 합성한 후, 컬럼크로마토그래피로 정제하여 IC-2 (0.94 g, 수율 32%) 및 IC-3 (1.03 g, 수율 35%)을 얻었다.
IC-2 의 1H-NMR: δ 6.63 (d, 3H), δ 6.81 (t, 1H), δ 6.93 (m, 2H), 7.29 (m, 7H), 7.50 (t, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.94 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.54 (d, 1H), δ 10.1 (s, 1H)
IC-3 의 1H-NMR:δ 6.28 (s, 1H), δ 6.63 (d, 3H), δ 6.81 (t, 1H), δ 6.93 (t, 1H), 7.29 (m, 7H), 7.50 (t, 1H), 7.63 (d, 1H), 7.94 (d, 1H), 8.12 (d, 1H), 8.54 (d, 1H), δ 10.1 (s, 1H)
[합성예 1] C-1의 합성
Figure 112013107807720-pat00032
질소 기류 하에서 준비예 1에서 제조한 화합물인 IC-1 (3.91 g, 9.3 mmol), bromobenzene (1.75 g, 11.16 mmol), Cu powder(0.29 g, 4.65 mmol), K2CO3(1.28 g, 9.3 mmol), Na2SO4(2.64 g, 18.61 mmol) 및 nitrobenzene(80 ml)를 혼합하고 190?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 C-1 (2.82 g, 수율 61%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 497.19 g/mol, 측정치: 497 g/mol)
[합성예 2] C-4의 합성
Figure 112013107807720-pat00033
Bromobenzene 대신 1-bromo-D5-benzene (1.87 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-4 (2.57g, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 502.22 g/mol, 측정치: 502 g/mol)
[합성예 3] C-5의 합성
Figure 112013107807720-pat00034
Bromobenzene 대신 3-bromobenzonitrile (2.02 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-5 (2.77g, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 522.60 g/mol, 측정치: 522 g/mol)
[합성예 4] C-7의 합성
Figure 112013107807720-pat00035
Bromobenzene 대신 3-bromo-N,N-diphenylaniline (3.61 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-7 (3.33g, 수율 54%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 664.79 g/mol, 측정치: 664 g/mol)
[합성예 5] C-12의 합성
Figure 112013107807720-pat00036
Bromobenzene 대신 4-(3-bromophenyl)dibenzo[b,d]furan (3.60 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-12 (3.45g, 수율 56%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 663.76 g/mol, 측정치: 663 g/mol)
[합성예 6] C-13의 합성
Figure 112013107807720-pat00037
질소 기류 하에서 IC-1 (4.21 g, 10.00 mmol), 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (3.20 g, 12.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.40 g, 2.0 mmol), sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol) 을 50 ml toluene에 넣고 110?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C-13 (4.11 g, 수율 63 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 652.74 g/mol, 측정치: 652 g/mol)
[합성예 7] C-17의 합성
Figure 112013107807720-pat00038
Bromobenzene 대신 2-bromotriphenylene (3.42 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-17 (3.49g, 수율 58%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 647.76 g/mol, 측정치: 647 g/mol)
[합성예 8] C-20의 합성
Figure 112013107807720-pat00039
Bromobenzene 대신 diphenylphosphinic bromide (3.13 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-20 (3.52g, 수율 61%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 621.66 g/mol, 측정치: 621 g/mol)
[합성예 9] C-21의 합성
Figure 112013107807720-pat00040
2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 2-chloro-4-phenylquinazoline (2.88 g, 12.00 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 6과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-21 (3.31g, 수율 58%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 625.72 g/mol, 측정치: 625 g/mol)
[합성예 10] C-22의 합성
Figure 112013107807720-pat00041
2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine 대신 4-chloro-2-phenylpyrimidine (2.28g, 12.00 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 6과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-22 (3.53g, 수율 66%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 575.21 g/mol, 측정치: 575 g/mol)
[합성예 11] C-23의 합성
Figure 112013107807720-pat00042
Bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.32 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-23 (3.52g, 수율 52%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 728.27 g/mol, 측정치: 728 g/mol)
[합성예 12] C-25의 합성
Figure 112013107807720-pat00043
Bromobenzene 대신 3-bromo-9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole (5.31 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 1과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-25 (3.80g, 수율 50%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 817.30 g/mol, 측정치: 817 g/mol)
[합성예 13] C-30의 합성
Figure 112013107807720-pat00044
질소 기류 하에서 준비예 2에서 제조한 화합물인 IC-2 (3.91 g, 9.3 mmol), bromobenzene (1.75 g, 11.16 mmol), Cu powder(0.29 g, 4.65 mmol), K2CO3(1.28 g, 9.3 mmol), Na2SO4(2.64 g, 18.61 mmol) 및 nitrobenzene(80 ml)를 혼합하고 190?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 C-30 (2.633g, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 497.19 g/mol, 측정치: 497 g/mol)
[합성예 14] C-38의 합성
Figure 112013107807720-pat00045
질소 기류 하에서 IC-2 (4.21 g, 10.00 mmol), 2-chloro-4-phenylpyrimidine (2.28 g, 12.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.40 g, 2.0 mmol), sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol) 을 50 ml toluene에 넣고 110?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C-38 (3.73 g, 수율 65 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 575.21 g/mol, 측정치: 575 g/mol)
[합성예 15] C-40의 합성
Figure 112013107807720-pat00046
Bromobenzene 대신 1-bromo-3,5-diphenylbenzene (3.44 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-40 (3.62g, 수율 60%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 649.25 g/mol, 측정치: 649 g/mol)
[합성예 16] C-46의 합성
Figure 112013107807720-pat00047
Bromobenzene 대신 4-(4-bromophenyl)-6-phenyldibenzo[b,d]thiophene (4.62 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-46 (4.00g, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 755.24 g/mol, 측정치: 755 g/mol)
[합성예 17] C-51의 합성
Figure 112013107807720-pat00048
2-chloro-4-phenylpyrimidine 대신 2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine (3.19 g, 12 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 14와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-51 (4.42g, 수율 68%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 651.24 g/mol, 측정치: 651 g/mol)
[합성예 18] C-55의 합성
Figure 112013107807720-pat00049
Bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.32 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-55 (3.72g, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 728.27 g/mol, 측정치: 728 g/mol)
[합성예 19] C-56의 합성
Figure 112013107807720-pat00050
Bromobenzene 대신 2-(4-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.32 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-56 (3.72g, 수율 57%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 728.27 g/mol, 측정치: 728 g/mol)
[합성예 20] C-57의 합성
Figure 112013107807720-pat00051
Bromobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4-phenyl-1,3,5-triazine (3.47 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-57 (3.33g, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 652.24 g/mol, 측정치: 652 g/mol)
[합성예 21] C-59의 합성
Figure 112013107807720-pat00052
Bromobenzene 대신 4'-bromo-N,N-diphenylbiphenyl-4-amine (4.45 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 13과 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-59 (3.44g, 수율 50%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 740.29 g/mol, 측정치: 740 g/mol)
[합성예 22] C-100의 합성
Figure 112013107807720-pat00053
질소 기류 하에서 준비예 2에서 제조한 화합물인 IC-3 (3.91 g, 9.3 mmol), 1-bromo-3-fluorobenzene (1.93 g, 11.16 mmol), Cu powder(0.29 g, 4.65 mmol), K2CO3(1.28 g, 9.3 mmol), Na2SO4(2.64 g, 18.61 mmol) 및 nitrobenzene(80 ml)를 혼합하고 190?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응이 종결된 후 nitrobenzene을 제거하고 메틸렌클로라이드로 유기층을 분리한 다음 MgSO4를 사용하여 물을 제거하였다. 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 C-100 (2.92 g, 수율 61%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 515.18 g/mol, 측정치: 515 g/mol)
[합성예 23] C-102의 합성
Figure 112013107807720-pat00054
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 (3-bromophenyl)trimethylsilane (2.54 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-102 (2.91g, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 569.23 g/mol, 측정치: 569 g/mol)
[합성예 24] C-103의 합성
Figure 112013107807720-pat00055
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 bromoethane (1.19 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-103 (2.25 g, 수율 54%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 449.19 g/mol, 측정치: 449 g/mol)
[합성예 25] C-108의 합성
Figure 112013107807720-pat00056
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 2-bromo-1,3-diphenylbenzene (3.44 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-108 (3.50 g, 수율 54%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 649.25 g/mol, 측정치: 649 g/mol)
[합성예 26] C-114의 합성
Figure 112013107807720-pat00057
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 (4-bromophenyl)diphenylborane (3.57 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-114 (3.63 g, 수율 59%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 661.27 g/mol, 측정치: 661 g/mol)
[합성예 27] C-118의 합성
Figure 112013107807720-pat00058
질소 기류 하에서 IC-3 (4.21 g, 10.00 mmol), 2-chloro-4-phenylquinazoline (2.88 g, 12.00 mmol), Pd2(dba)3 (0.46 g, 0.5 mmol), (t-Bu)3P (0.40 g, 2.0 mmol), sodium tert-butoxide (2.88 g, 30.0 mmol) 을 50 ml toluene에 넣고 110?에서 12시간 동안 교반하였다.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C-118 (4.18 g, 수율 67 %)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 625.23 g/mol, 측정치: 625 g/mol)
[합성예 28] C-123의 합성
Figure 112013107807720-pat00059
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.32 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-123 (3.72 g, 수율 55%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 728.27 g/mol, 측정치: 728 g/mol)
[합성예 29] C-124의 합성
Figure 112013107807720-pat00060
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 2-(4-bromophenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (4.32 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-124 (3.99 g, 수율 59%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 728.27 g/mol, 측정치: 728 g/mol)
[합성예 30] C-125의 합성
Figure 112013107807720-pat00061
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 2-(3-bromophenyl)-4-phenyl-1,3,5-triazine (3.47 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-125 (3.39 g, 수율 56%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 652.24 g/mol, 측정치: 652 g/mol)
[합성예 31] C-126의 합성
Figure 112013107807720-pat00062
1-bromo-3-fluorobenzene 대신 3-bromo-9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9H-carbazole (5.31 g, 11.16 mmol)을 이용하는 것을 제외하고 합성예 22와 동일한 방법으로 목적 화합물인 C-126 (3.87 g, 수율 51%)을 얻었다.
GC-Mass (이론치: 817.30 g/mol, 측정치: 817 g/mol)
[실시예 1 내지 31] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
합성예에서 합성한 화합물을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제한 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 세척을 하고 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 31 각각의 화합물 + 10% Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 소자를 제조하였다.
[비교예 1] 녹색 유기 전계 발광 소자의 제조
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 합성예 1의 화합물 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
실시예 1 내지 31 및 비교예 1에서 사용된 m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure 112013107807720-pat00063

[평가예]
실시예 1 내지 31 및 비교예 1에서 제조한 각각의 녹색 유기 전계 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압(V) 발광 피크(nm) 전류효율(cd/A)
실시예 1 C-1 6.87 517 39.1
실시예 2 C-4 6.49 516 41.0
실시예 3 C-5 6.81 518 40.9
실시예 4 C-7 6.81 518 39.7
실시예 5 C-12 6.78 517 40.0
실시예 6 C-13 6.87 517 41.5
실시예 7 C-17 6.49 518 41.8
실시예 8 C-20 6.80 517 40.8
실시예 9 C-21 6.78 517 41.2
실시예 10 C-22 6.81 518 41.6
실시예 11 C-23 6.87 516 40.2
실시예 12 C-25 6.83 518 40.1
실시예 13 C-30 6.72 516 40.7
실시예 14 C-38 6.66 518 39.1
실시예 15 C-40 6.66 517 39.3
실시예 16 C-46 6.87 518 41.0
실시예 17 C-51 6.66 516 40.7
실시예 18 C-55 6.71 518 39.1
실시예 19 C-56 6.72 518 39.9
실시예 20 C-57 6.87 517 39.3
실시예 21 C-59 6.93 517 41.1
실시예 22 C-100 6.71 518 42.2
실시예 23 C-102 6.72 516 40.7
실시예 24 C-103 6.66 518 39.1
실시예 25 C-108 6.66 517 39.3
실시예 26 C-114 6.87 518 41.0
실시예 27 C-118 6.66 516 40.7
실시예 28 C-123 6.71 518 39.1
실시예 29 C-124 6.72 518 39.9
실시예 30 C-125 6.87 517 39.3
실시예 31 C-126 6.93 517 41.1
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
상기 표1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화합물을 녹색 유기 전계 발광 소자의 발광층에 적용한 경우(실시예 1 내지 31)가 종래의 CBP를 적용한 경우(비교예1)보다 효율 및 구동전압면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 7 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 7]
    Figure 112016008890118-pat00064

    [화학식 8]
    Figure 112016008890118-pat00065

    [화학식 9]
    Figure 112016008890118-pat00066

    [화학식 10]
    Figure 112016008890118-pat00067

    상기 화학식 7 내지 10에서,
    R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며,
    Ar1은 C6~C60의 아릴기이고,
    Ar4는 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R1, R3, R4 및 Ar4의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 아릴포스핀옥사이드기 및 아릴아민기와, 상기 Ar1의 아릴기는 각각 독립적으로, C1~C40의 알킬기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60의 헤테로아릴기, C6~C60의 아릴옥시기, C6~C60의 아릴실릴기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 아릴포스핀옥사이드기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환될 수 있다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 제1항에 기재된 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층이며,
    상기 화합물은 상기 발광층의 인광 호스트인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
KR1020130144568A 2013-11-26 2013-11-26 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 KR101618411B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130144568A KR101618411B1 (ko) 2013-11-26 2013-11-26 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130144568A KR101618411B1 (ko) 2013-11-26 2013-11-26 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150061149A KR20150061149A (ko) 2015-06-04
KR101618411B1 true KR101618411B1 (ko) 2016-05-09

Family

ID=53499196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130144568A KR101618411B1 (ko) 2013-11-26 2013-11-26 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101618411B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101641411B1 (ko) * 2014-02-20 2016-07-20 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101962420B1 (ko) * 2015-12-08 2019-03-26 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102559638B1 (ko) * 2016-05-24 2023-07-26 솔루스첨단소재 주식회사 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR102469683B1 (ko) * 2017-12-21 2022-11-23 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR102587384B1 (ko) * 2017-12-28 2023-10-12 솔루스첨단소재 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150061149A (ko) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101612164B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101560674B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101601356B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101729372B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20170068934A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101571600B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101571598B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20150008678A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101618411B1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20140145451A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20150070827A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101641411B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101667449B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101634852B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101634853B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20150053027A (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR20150103968A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20230047988A (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101634849B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20170065283A (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR20150086107A (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101612154B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102283309B1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101641410B1 (ko) 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101810788B1 (ko) 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 4