KR101681214B1 - Host compounds and organic electroluminescent devices using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 (1)로 표현되는 호스트 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 호스트 화합물을 포함하는 유기전계발광소자는 휘도, 색순도 및 수명 특성이 우수한 효과가 있다.
(1)
(상기 식에서, A, B, C1, C2, a, 및 b는 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 정의된 바와 같다)The present invention relates to a host compound represented by the following formula (1) and an organic electroluminescent device including the host compound. The organic electroluminescent device comprising the host compound according to the present invention has an excellent effect on brightness, color purity and lifetime .
(One)
(Wherein A , B, C 1 , C 2 , a, and b are as defined in the description and claims of the invention)
Description
본 발명은 호스트 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 휘도, 색순도 및 수명 특성이 우수한 청색 또는 녹색 호스트 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a host compound and an organic electroluminescent device using the host compound. More particularly, the present invention relates to a blue or green host compound having excellent brightness, color purity and lifetime characteristics, and an organic electroluminescent device using the same.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 작은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 대표적인 평면표시소자인 액정 디스플레이는 기존의 CRT에 비해 경량화가 가능하다는 장점은 있으나, 시야각(viewing angle)이 제한되고 배면 광(back light)이 반드시 필요하다는 등의 단점을 갖고 있다. 이에 반하여, 새로운 평면표시소자인 유기전계발광소자 (organic light emitting diode:OLED)는 자기 발광 현상을 이용한 디스플레이로서, 시야각이 크고, 액정 디스플레이에 비해 경박, 단소해질 수 있으며, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있으며, 최근에는 풀-컬러(full-color) 디스플레이 또는 조명으로의 응용이 기대되고 있다. 이를 위하여 고휘도, 고효율, 고색순도 및 장수명의 발광물질에 대한 필요성이 증가하고 있다.In recent years, the demand for a flat display device having a small space occupancy has been increased due to the enlargement of a display device. The liquid crystal display, which is a typical flat display device, has an advantage of being lighter than a conventional CRT, And a back light is necessarily required. On the contrary, an organic light emitting diode (OLED), which is a new flat display device, is a display using a self-luminescent phenomenon, has a large viewing angle, is thinner and thinner than a liquid crystal display, And in recent years, application to a full-color display or illumination is expected. For this purpose, there is an increasing need for high luminance, high efficiency, high color purity and long life luminescent materials.
대표적 유기전계발광소자는 1969년 구르니(Gurnee)에 의해서 공지(US 3,172,862, US 3,173,050)된 이래로 그 성능상의 한계로 인하여 다양한 용도에의 사용이 제한되어 왔으나, 1987년 이스트만 코닥사(Eastman Kodak co.)의 다층 구조의 유기전계발광소자 발표(C.W. Tang et al., Appl. Phys. Lett ., 51, 913(1987); J. Applide Phys., 65, 3610(1989)) 이후 기존의 문제점을 극복하면서 빠른 속도로 발전하여 왔다. 유기전계발광소자에 대한 많은 연구가 이루어지고 있지만, 현재까지는 요구되는 휘도, 구동 안정성 및 수명 등의 특성을 충분히 만족시키지 못하고 있는 실정이며, 따라서 이를 해결하기 위한 다양한 기술개발이 시급한 실정이다. 이스트만코닥사의 2000년 한국공개특허공보(특2000-0048009호)에는 다양한 안트라센 유도체가 유기전계소자의 홀전달층에 사용된 예는 있으나, 호스트(host)에 도펀트 (dopant)를 도핑하는 에너지 이동 원리를 기본으로 하는 호스트-게스트 시스템에 있어서, 청색 및 녹색 발광층 호스트 물질로서 새로운 화합물에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다.
Since the representative organic electroluminescent device was known by Gurnee in 1969 (US 3,172,862, US 3,173,050), its performance limitations have limited its use to various applications. However, in 1987, Eastman Kodak co (Applied Phys. Lett., 51, 913 (1987); J. Applied Phys., 65, 3610 (1989)). And has developed at a rapid pace. Although many studies have been made on an organic electroluminescent device, until now, characteristics such as brightness, driving stability and lifetime which are required until now have not been sufficiently satisfied. Therefore, it is urgent to develop various technologies to solve this problem. Although various anthracene derivatives are used in hole transporting layers of organic electroluminescent devices in Eastman Kodak Co., Ltd. (2000-0048009) in 2000, there is an energy transfer principle of doping a host with a dopant, There is a need for much research on new compounds as blue and green light-emitting layer host materials.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휘도, 색순도 및 장수명 특성의 우수한 호스트 화합물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a host compound having excellent brightness, color purity and long life.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 호스트 화합물을 이용한 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device using the host compound.
상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 호스트 화합물을 제공한다.In order to achieve the first technical object, the present invention provides a host compound represented by the following formula (1).
(1) (One)
상기 식에서, In this formula,
A, B, C1 및 C2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-20의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 헤테로 아릴기, 게르마늄기, 보론기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 6-40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, A, B, C 1 and C 2 each independently represent hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1-20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group having 3 to 20 carbon atoms A substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 24 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted arylsilyl group having 6 to 40 carbon atoms. The substituent is preferably selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted aryl group, a heteroaryl group, a germanium group, a boron group,
a는 0 내지 7의 정수이고, b는 1 내지 7의 정수이며, a 및 b가 2 이상의 경우 복수의 A 및 B는 각각 독립적으로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.a is an integer of 0 to 7, b is an integer of 1 to 7, and when a and b are two or more, a plurality of A and B may be independently the same or different.
본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 A, B, C1 및 C2의 치환기는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 시클로알킬기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 게르마늄기, 보론기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6-40의 아릴실릴기 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. According to another embodiment of the present invention, the substituents of A, B, C 1 and C 2 may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 24 carbon atoms, , A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 24 carbon atoms, a germanium group, a boron group, An unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsilyl group having 6 to 40 carbon atoms, and deuterium.
또한 본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 상기 화학식 (1)에 따른 호스트 화합물이 함유된 층을 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: an anode; Cathode; And a layer containing a host compound according to Formula (1) between the anode and the cathode.
본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명에 따른 호스트 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중 호스트에 포함되는 것이 바람직하다. According to an embodiment of the present invention, the host compound according to the present invention is preferably included in the host among the light emitting layer between the anode and the cathode.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자전달층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 한층 이상은 용액공정에 의하여 형성되어도 좋다. According to another embodiment of the present invention, at least one layer selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer and an electron injection layer is further interposed between the anode and the cathode And at least one or more layers of the hole injecting layer, the hole transporting layer, the electron blocking layer, the light emitting layer, the hole blocking layer, the electron transporting layer, and the electron injecting layer may be formed by a solution process.
또한 본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 상기 발광층은 하기 실시예에 기재된 화학식 BD1 내지 BD68 또는 GD1 내지 GD60의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the light emitting layer may further include at least one compound selected from the compounds of the formulas BD1 to BD68 or GD1 to GD60 described in the following examples.
또한 본 발명의 또 다른 일실시예에 의하면, 상기 발광층은 상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the light emitting layer may be a mixture of one or more compounds represented by the formula (1).
또한 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 유용하게 사용될 수 있다. Further, the organic electroluminescent device according to the present invention can be usefully used for a display device, a display device, and a monochromatic or white illumination device.
본 발명에 따른 화학식 (1)의 화합물을 애노드와 캐소드 사이의 박막층에 포함하는 유기전계발광소자는 청색 및 녹색의 호스트물질로서 휘도, 색순도 및 수명특성이 우수하기 때문에 디스플레이 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있다.The organic electroluminescent device comprising the compound of the formula (1) according to the present invention in the thin film layer between the anode and the cathode is a blue and green host material having excellent luminance, color purity and lifetime characteristics, have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판 20: 애노드
30: 정공주입층 40: 정공수송층
50: 유기발광층 60: 전자수송층
70: 전자주입층 80: 캐소드1 is a schematic view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
Description of the Related Art
10: substrate 20: anode
30: Hole injection layer 40: Hole transport layer
50: organic light emitting layer 60: electron transporting layer
70: electron injection layer 80: cathode
본 발명에 따른 호스트 화합물은 하기 화학식 (1)로 표시되는 것이 특징이다.The host compound according to the present invention is characterized by being represented by the following chemical formula (1).
(1) (One)
상기 식에서,In this formula,
A, B, C1 및 C2는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-20의 알킬기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 3 내지 20의 헤테로 아릴기, 게르마늄기, 보론기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 및 치환 또는 비치환의 탄소수 6-40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, A, B, C 1 and C 2 each independently represent hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1-20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group having 3 to 20 carbon atoms A substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 24 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted arylsilyl group having 6 to 40 carbon atoms. The substituent is preferably selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted aryl group, a heteroaryl group, a germanium group, a boron group,
a는 0 내지 7의 정수이고, b는 1 내지 7의 정수이며, a 및 b가 2 이상의 경우 복수의 A 및 B는 각각 독립적으로 동일 또는 상이하다.a is an integer of 0 to 7, b is an integer of 1 to 7, and when a and b are two or more, plural A and B are independently the same or different.
본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 A, B, C1 및 C2의 치환기는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 24의 시클로알킬기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 24의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기, 게르마늄기, 보론기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환의 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. According to another embodiment of the present invention, the substituents of A, B, C 1 and C 2 may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 24 carbon atoms, , A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 24 carbon atoms, a germanium group, a boron group, An unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 24 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsilyl group having 6 to 40 carbon atoms, and deuterium.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기, 트리플루오르메틸기 등을 들 수 있으며, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 실릴기 (이 경우 "알킬실릴기"라 함), 치환 또는 비치환된 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라 함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 알키닐기, 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 아릴알킬기, 탄소수 4 내지 40의 헤테로아릴기 또는 탄소수 4 내지 40의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.Specific examples of the alkyl group as the substituent used in the present invention include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isoamyl group, a hexyl group, a heptyl group, A halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a silyl group (in this case, a " Substituted or unsubstituted amino group (-NH2, -NH (R), -N (R ') (R "), R' and R" A hydrazine group, a hydrazone group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms An alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 1 to 20 carbon atoms Heterocyclic group, which may be substituted with a heteroaryl group containing 6 to 30 carbon atoms of the aryl group, having 6 to 60 carbon atoms in the arylalkyl group, having 4 to 40 carbon atoms or a heteroaryl group of from 4 to 40.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 시클로알킬기의 구체적인 예로는, 시클로 프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만틸기 등을 들 수 있으며 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.Specific examples of the cycloalkyl group used as the substituent in the compound of the present invention include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, an adamantyl group, and the like, ≪ / RTI >
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있으며, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.Specific examples of the alkoxy group used as the substituent in the compound of the present invention include methoxy, ethoxy, propoxy, isobutyloxy, sec-butyloxy, pentyloxy, isoamyloxy, And can be substituted with substituents similar to those in the case of the alkyl group.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 할로겐기의 구체적인 예로는 플루오르(F), 클로린(Cl), 브롬(Br)등을 들 수 있다.Specific examples of the halogen group which is a substituent used in the compound of the present invention include fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) and the like.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 4-에틸페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 4-메틸비페닐기, 4-에틸비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-메틸나프틸기, 2-메틸나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있으며, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. Specific examples of the aryl group as the substituent group used in the compound of the present invention include a phenyl group, a 2-methylphenyl group, a 3-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, Examples of the aryl group include phenyl group, 4-methylbiphenyl group, 4-ethylbiphenyl group, o-terphenyl group, m-terphenyl group, p-terphenyl group, 1-naphthyl group, , Anthryl group, phenanthryl group, pyrenyl group, fluorenyl group, tetrahydronaphthyl group and the like, which may be substituted with the same substituents as those in the case of the alkyl group.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀린닐기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 모폴리디닐기, 피페라디닐기, 카바졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 치아졸릴기, 치아디아졸릴기, 벤조치아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기 또는 벤조이미다졸기 등이 있으며, 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다.Specific examples of the heteroaryl group used as the substituent in the compound of the present invention include pyridinyl, pyrimidinyl, triazinyl, indolinyl, quinolinyl, pyrrolidinyl, piperidinyl, An oxazolyl group, an oxadiazolyl group, a benzoxazolyl group, a thiazolyl group, a thiadiazolyl group, a benzothiazolyl group, a triazolyl group, an imidazolyl group, or a benzoimidazole group, And at least one of the hydrogen atoms of the heteroaryl group may be substituted with the same substituent as the alkyl group.
본 발명의 일구현예에 따른 청색 또는 녹색 호스트 화합물은 예를 들어, 하기 화학식 (H1) 내지 (H72)으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나의 화합물일 수 있으나, 이들 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.The blue or green host compound according to one embodiment of the present invention may be any one compound selected from the group consisting of, for example, the following formulas (H1) to (H72), but is not limited to these exemplified compounds.
(H1) (H2) (H3)(H1) (H2) (H3)
(H4) (H5) (H6)(H4) (H5) (H6)
(H7) (H8) (H9)(H7) (H8) (H9)
(H10) (H11) (H12)(H10) (H11) (H12)
(H13) (H14) (H15)(H13) (H14) (H15)
(H16) (H17) (H18)(H16) (H17) (H18)
(H19) (H20) (H21)(H19) (H2O) (H21)
(H22) (H23) (H24)(H22) (H23) (H24)
(H25) (H26) (H27)(H25) (H26) (H27)
(H28) (H29) (H30)(H28) (H29) (H30)
(H31) (H32) (H33)(H31) (H32) (H33)
(H34) (H35) (H36)(H34) (H35) (H36)
(H37) (H38) (H39)(H37) (H38) (H39)
(H40) (H41) (H42)(H40) (H41) (H42)
(H43) (H44) (H45)(H43) (H44) (H45)
(H46) (H47) (H48)(H46) (H47) (H48)
(H49) (H50) (H51)(H49) (H50) (H51)
(H52) (H53) (H54)(H52) (H53) (H54)
(H55) (H56) (H57)(H55) (H56) (H57)
(H58) (H59) (H60)(H58) (H59) (H60)
(H61) (H62) (H63)(H61) (H62) (H63)
(H64) (H65) (H66)(H64) (H65) (H66)
(H67) (H68) (H69)(H67) (H68) (H69)
(H70) (H71) (H72)(H70) (H71) (H72)
한편 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드; 캐소드; 및 애노드와 캐소드 사이에 상기 화학식 (1)에 따른 청색 또는 녹색 호스트 화합물이 함유된 층을 포함하는 것이 특징이다. 이때, 본 발명의 일구현예에 따른 안트라센계 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층에 포함되는 것이 바람직하며, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 정공저지층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 전자저지층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.The organic electroluminescent device according to the present invention includes an anode; Cathode; And a layer containing a blue or green host compound according to the above formula (1) between the anode and the cathode. At this time, the anthracene compound according to an embodiment of the present invention is preferably included in the light emitting layer between the anode and the cathode, and a hole injecting layer, a hole transporting layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, An electron injection layer, and an electron blocking layer.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 정공저지층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 전자저지층 중 적어도 한층 이상이 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, at least one or more layers of the hole injection layer, the hole transport layer, the hole blocking layer, the light emitting layer, the electron transport layer, the electron injection layer and the electron blocking layer are formed by a solution process An organic electroluminescent device is provided.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 발광층은 하기 화학식 BD1 내지 BD68 또는 GD1 내지 GD60의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 성능이 향상될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the light emitting layer may further include at least one compound selected from compounds represented by the following formulas (BD1 to BD68) or (GD1 to GD60), thereby improving performance.
BD1 BD2 BD3BD1 BD2 BD3
BD4 BD5 BD6BD4 BD5 BD6
BD7 BD8 BD9BD7 BD8 BD9
BD10 BD11 BD12BD10 BD11 BD12
BD13 BD14 BD15BD13 BD14 BD15
BD16 BD17 BD18BD16 BD17 BD18
BD19 BD20 BD21BD19 BD20 BD21
BD22 BD23 BD24BD22 BD23 BD24
BD25 BD26 BD27BD25 BD26 BD27
BD28 BD29 BD30BD28 BD29 BD30
BD31 BD32 BD33BD31 BD32 BD33
BD34 BD35 BD36BD34 BD35 BD36
BD37 BD38 BD39 BD37 BD38 BD39
BD40 BD41 BD42BD40 BD41 BD42
BD43 BD44 BD45BD43 BD44 BD45
BD46 BD47 BD48BD46 BD47 BD48
BD49 BD50 BD51BD49 BD50 BD51
BD52 BD53BD52 BD53
BD54 BD55 BD56BD54 BD55 BD56
BD57 BD58 BD59BD57 BD58 BD59
BD60 BD61 BD62BD60 BD61 BD62
BD63 BD64 BD65 BD63 BD64 BD65
BD66 BD67 BD68
BD66 BD67 BD68
GD1 GD2 GD3 GD1 GD2 GD3
GD4 GD5 GD6 GD4 GD5 GD6
GD7 GD8 GD9 GD7 GD8 GD9
GD10 GD11 GD12 GD10 GD11 GD12
GD13 GD14 GD15 GD13 GD14 GD15
GD16 GD17 GD18 GD16 GD17 GD18
GD19 GD20 GD21GD19 GD20 GD21
GD22 GD23 GD24 GD22 GD23 GD24
GD25 GD26 GD27GD25 GD26 GD27
GD28 GD29 GD30 GD28 GD29 GD30
GD31 GD32 GD33GD31 GD32 GD33
GD34 GD35 GD36 GD34 GD35 GD36
GD37 GD38 GD39 GD37 GD38 GD39
GD40 GD41 GD42 GD40 GD41 GD42
GD43 GD44 GD45 GD43 GD44 GD45
GD46 GD47 GD48GD46 GD47 GD48
GD49 GD50 GD51 GD49 GD50 GD51
GD52 GD53 GD54 GD52 GD53 GD54
GD55 GD56 GD57 GD55 GD56 GD57
GD58 GD59 GD60 GD58 GD59 GD60
또한 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용하는 것이 바람직하다.Also, the organic electroluminescent device according to the present invention is preferably used for a display device, a display device, and a monochromatic or white illumination device.
구체적인 예로서, 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)이 추가로 적층되어 있고, 상기 캐소드와 상기 유기발광층 사이에 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)이 추가로 적층되어 있는 것일 수 있는데, 상기 정공수송층은 애노드로부터 정공을 주입하기 쉽게 하기 위하여 적층되는 것으로서, 상기 정공수송층의 재료로는 이온화 포텐셜이 작은 전자공여성 분자가 사용되는데, 주로 트리페닐아민을 기본골격으로 하는 디아민, 트리아민 또는 테트라아민 유도체가 많이 사용되고 있다. As a specific example, a hole transport layer (HTL) may be additionally stacked, and an electron transport layer (ETL) may be further stacked between the cathode and the organic emission layer. An electron donor molecule having a low ionization potential is used as the material of the hole transport layer. A diamine, triamine or tetraamine derivative having a basic skeleton of triphenylamine is used as the material of the hole transport layer. It is widely used.
본 발명에서도 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'- 디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다.In the present invention, the material for the hole transport layer is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'- , 1-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD) or N, N'-di (naphthalene-1-yl) -N, N'-diphenylbenzidine (a-NPD).
상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL: Hole Injecting Layer)을 추가적으로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 하기 화학식으로 열거되어 있는 CuPc 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA, m-MTDATA 등을 사용할 수 있다.A HIL (Hole Injection Layer) may be additionally deposited on the lower portion of the hole transport layer. The material for the hole injection layer is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, CuPc or starburst type amines such as TCTA and m-MTDATA may be used.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광소자에 사용되는 상기 전자수송층은 캐소드로부터 공급된 전자를 유기발광층으로 원활히 수송하고 상기 유기발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제함으로써 발광층 내에서 재결합할 수 있는 기회를 증가시키는 역할을 한다. 상기 전자수송층 재료로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있음은 물론이며, 예를 들어, 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 또는 Alq3 등을 사용할 수 있다.In addition, the electron transport layer used in the organic electroluminescent device according to the present invention can transport electrons supplied from the cathode smoothly to the organic luminescent layer and inhibit the movement of holes which are not bonded in the organic luminescent layer, . The material for the electron transport layer is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, oxadiazole derivative PBD, BMD, BND or Alq 3 can be used.
한편 상기 전자수송층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선 시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL: Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.On the other hand, an electron injection layer (EIL) may be further formed on the electron transport layer to facilitate injection of electrons from the cathode to ultimately improve power efficiency. As long as it is commonly used in the art, it can be used without any particular limitation. For example, materials such as LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, and BaO can be used.
또한 본 발명의 일실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 따른 화합물은 유기전계발광소자에 사용될 뿐만 아니라, 유기박막트랜지스터(OTFT), RFID(Radio-Frequency Identification) 등에 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is preferable that the organic electroluminescent device according to the present invention is used in a display device, a display device, and a monochromatic or white illumination device. The compounds according to the present invention can be used not only in organic electroluminescent devices but also in organic thin film transistors (OTFTs) and radio frequency identification (RFID) devices.
도 1은 본 발명의 유기전계발광 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기발광 다이오드는 애노드(20), 정공수송층(40), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescent device of the present invention. The organic light emitting diode according to the present invention includes an
도 1을 참조하여 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조 방법에 대하여 살펴보면, 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.Referring to FIG. 1, the organic electroluminescent device of the present invention and its manufacturing method will be described as follows. First, an anode electrode material is coated on the
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다. 이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이때 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI등이 사용될 수 있다. A
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
After the
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.
합성예 1: 화학식 H1의 합성Synthesis Example 1: Synthesis of formula H1
합성예 1-(1) : 9-(1-나프틸)안트라센의 합성Synthesis Example 1- (1): Synthesis of 9- (1-naphthyl) anthracene
500ml 둥근 바닥 플라스크에 9,-브로모안트라센 20g(0.078mol), 1-나프탈렌보론산 16.0 g(0.093mol), 탄산칼륨(K2CO3) 21.5 g(0.156mol), 테트라키스트리페닐포스핀 팔라듐(Pd(PPh3)4) 4.49 g(0.004mol), 물 20mL, 톨루엔 100ml 및 테트라하이드로퓨란 100mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후, 헥산과 디클로로메탄을 전개용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피로 분리하여 얻은 고체를 건조한 결과, 9.64 g (수율 65%)의 흰색 고체를 얻었다. 500ml round bottom flask, 9-bromo-anthracene 20g (0.078mol), 1- naphthalenesulfonic acid 16.0 g (0.093mol), potassium carbonate (K 2 CO 3) 21.5 g (0.156mol), tetrakis (triphenylphosphine) In the palladium (Pd (PPh 3) 4) 4.49 g (0.004mol), 20mL of water, 100ml of toluene and 100mL of tetrahydrofuran and refluxed for 24 hours. After the completion of the reaction, the reaction product was separated to remove the water layer. The organic layer was separated, concentrated under reduced pressure, and then separated by column chromatography using hexane and dichloromethane as eluent. The solid was dried to obtain 9.64 g Yield 65%) as a white solid.
합성예 1-(2) 9-브로모-10-(1-나프틸)안트라센의 합성Synthesis Example 1- (2) Synthesis of 9-bromo-10- (1-naphthyl) anthracene
500ml 둥근 바닥 플라스크에 9-(1-나프틸)안트라센 20g(0.066mol)을 클로로포름 250ml에 녹인 후 브롬 12.6g(0.076mol)을 클로로포름 50ml에 희석시킨 용액을 천천히 적가한다. 적가 후 12시간 동안 교반시킨다. 반응 종료 후 물 300ml를 넣어 추출한 후 유기층을 무수처리한다. 여액을 감압농축한 후, 생긴 고체를 디클로로메탄 100ml에 녹인 후 헥산 200ml를 넣어 고체를 석출시킨다. 생긴 고체를 여과한 후 톨루엔 50ml에 끊인 후 식혀 결정을 석출시켜 여과한다. 연노란색의 고체 9-브로모-10-(1-나프틸)안트라센 28g(수율 88 %)을 얻었다.20 g (0.066 mol) of 9- (1-naphthyl) anthracene is dissolved in 250 ml of chloroform, and 12.6 g (0.076 mol) of bromine in 50 ml of chloroform is slowly added dropwise to a 500 ml round bottom flask. The mixture was stirred for 12 hours. After completion of the reaction, 300 ml of water is added to extract the organic layer, and then the organic layer is dried. The filtrate is concentrated under reduced pressure, and the resulting solid is dissolved in 100 ml of dichloromethane, and then 200 ml of hexane is added to precipitate a solid. The resultant solid was filtered, and the filtrate was extracted with 50 ml of toluene, followed by cooling to precipitate crystals and filtration. 28 g (yield 88%) of pale yellow solid 9-bromo-10- (1-naphthyl) anthracene was obtained.
합성예 1-(3) 2,7-디브로모-9,9'-디메틸플루오렌의 합성Synthesis Example 1- (3) Synthesis of 2,7-dibromo-9,9'-dimethylfluorene
상기 화합물은 알려진 문헌 Journal of Organic Chemistry, 2004, 69, 987-990의 방법에 의하여 확보 하였다.This compound was obtained by the method of a known document Journal of Organic Chemistry , 2004, 69 , 987-990.
합성예 1-(4) 2-브로모-7-페닐-9,9'-디메틸플루오렌의 합성Synthesis Example 1- (4) Synthesis of 2-bromo-7-phenyl-9,9'-dimethylfluorene
500ml 둥근 바닥 플라스크에 페닐보론산 10g(0.082mol), 2,7-디브로모 -9,9'-디메틸플루오렌 57.7g(0.164mol), 탄산칼륨(K2CO3) 13.6 g(0.0984mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 4.74 g(0.004mol), 물 20mL, 톨루엔 100ml 및 테트라하이드로퓨란 100mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후, 헥산과 디클로로메탄을 전개용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피로 분리하여 얻은 고체를 건조한 결과, 19 g(수율 66%)의 흰색 고체를 얻었다. 500ml phenylboronic acid To a round bottom flask was added 10g (0.082mol), 2,7- dibromo -9,9'- dimethyl fluorene 57.7g (0.164mol), potassium carbonate (K 2 CO 3) 13.6 g (0.0984mol ), tetra kiss was added triphenylphosphine palladium (Pd (PPh 3) 4) 4.74 g (0.004mol), 20mL of water, 100ml of toluene and 100mL of tetrahydrofuran and refluxed for 24 hours. After the completion of the reaction, the reaction product was separated into layers, the water layer was removed, and the organic layer was separated, concentrated under reduced pressure, and then separated by column chromatography using hexane and dichloromethane as eluent. The solid was dried to obtain 19 g Yield 66%) as a white solid.
합성예 1-(5) 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산의 합성Synthesis Example 1- (5) Synthesis of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid
500ml 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 2-브로모-7-페닐-9,9'-디메틸플루오렌 50g(0.143mol)을 테트라하이드로퓨란 250ml에 녹인 후 영하 70도로 냉각한다. 냉각 후 n-뷰틸리튬(1.6M 헥산용액) 107 mL(0.172mol)을 천천히 적가한다. 저온을 유지하며 1시간 교반한 후 트리메틸보레이트 27 mL(0.215 mol)을 적가한 후 상온에서 1시간 교반시킨다. 반응 종료 후 2N HCl 용액 100ml를 적가한 후 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출한다. 유기층을 무수처리한 후 감압하여 유기용매를 제거한다. 생긴 고체를 에틸아세테이트 30ml에 녹인 후 헥산 200ml를 넣고 재결정다. 생긴 고체를 여과하여 백색의 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산 34g(수율 75.6%)를 얻었다.50 g (0.143 mol) of 2-bromo-7-phenyl-9,9'-dimethylfluorene is dissolved in 250 ml of tetrahydrofuran in a 500 ml round-bottomed flask under a nitrogen atmosphere. After cooling, add 107 mL (0.172 mol) of n-butyllithium (1.6 M hexane solution) slowly dropwise. After stirring for 1 hour while keeping the temperature low, 27 mL (0.215 mol) of trimethylborate is added dropwise and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. After completion of the reaction, 100 ml of a 2N HCl solution is added dropwise, and then ethyl acetate and water are added to extract. The organic layer is treated with anhydrous water and then the organic solvent is removed by decompression. The resulting solid was dissolved in 30 ml of ethyl acetate and recrystallized with 200 ml of hexane. The resulting solid was filtered to obtain 34 g (yield: 75.6%) of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid as white.
합성예 1-(6) 화학식 H1의 합성Synthesis Example 1- (6) Synthesis of Formula H1
250ml 둥근 바닥 플라스크에 9-브로모-10-(1-나프틸)안트라센 8g(0.021mol), 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐보론산 7.21g(0.023mol), 탄산칼륨(K2CO3) 3.46 g(0.025mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 1.21 g, 물 20mL, 톨루엔 50ml 및 테트라하이드로퓨란 50mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후, 헥산과 디클로로메탄을 전개용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피로 분리하여 얻은 고체를 건조한 결과, 9.7 g(수율 81%)의 흰색 고체를 얻었다.(0.021 mol) of 9-bromo-10- (1-naphthyl) anthracene, 7.21 g (0.023 mol) of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl boronic acid, K 2 CO 3) 3.46 g ( 0.025mol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3) In the 4) 1.21 g, 20mL water, 50ml of toluene and 50mL of tetrahydrofuran and refluxed for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction product was separated to remove the water layer. The organic layer was separated, concentrated under reduced pressure, and then separated by column chromatography using hexane and dichloromethane as eluent. The solid was dried to obtain 9.7 g Yield: 81%) as a white solid.
MS(MALDI-TOF): m/z 572 [M]+ MS (MALDI-TOF): m / z 572 [M] < + &
합성예 2: 화학식 H8의 합성Synthesis Example 2: Synthesis of Formula H8
합성예 2-(1) : 7-페닐(d-5)-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산의 합성Synthesis Example 2- (1): Synthesis of 7-phenyl (d-5) -9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid
상기 합성예 1-(4)에서 페닐보론산 대신 페닐(d-5)보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 7-페닐(d-5)-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산을 합성하였다.Phenyl (d-5) -9,9'-dimethylfluorenyl-2-pyrrolidone was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1- (4), except that phenyl (d- Boronic acid was synthesized.
합성예 2-(2) : 화학식 H8의 합성Synthesis Example 2- (2): Synthesis of Formula H8
상기 합성예 1-(6)에서 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산 대신 7-페닐(d-5)-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 화학식 H8을 8.4g(수율 85%)의 흰색 고체를 얻었다.(D-5) -9,9'-dimethylfluorenyl-2-boron instead of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid in Synthesis Example 1- (6) 8.4 g (85% yield) of a white solid of the formula H8 was obtained in the same manner as the acid except for using the acid.
MS(MALDI-TOF): m/z 577 [M]+ MS (MALDI-TOF): m / z 577 [M] < + &
합성예 3: 화학식 H31의 합성Synthesis Example 3: Synthesis of formula H31
합성예 3-(1) 3,6-디브로모-9,9'-디메틸플루오렌의 합성Synthesis Example 3- (1) Synthesis of 3,6-dibromo-9,9'-dimethylfluorene
상기 화합물은 알려진 문헌 Macromolecules, 2008, 41, 3765-3768의 방법에 의하여 확보 하였다.The compound was obtained by the method of Macromolecules , 2008, 41 , 3765-3768.
합성예 3-(2) : 6-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-3-보론산의 합성Synthesis Example 3- (2) Synthesis of 6-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-3-boronic acid
상기 합성예 1-(4)에서 2,7-디브로모-9,9'-디메틸플루오렌 대신 3,6-디브로모-9,9'-디메틸플루오렌 을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 6-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐3-보론산을 합성하였다.Except that 3,6-dibromo-9,9'-dimethylfluorene was used instead of 2,7-dibromo-9,9'-dimethylfluorene in the above Synthesis Example 1- (4) 6-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl 3-boronic acid was synthesized.
합성예 3-(3) : 화학식 H31의 합성Synthesis Example 3- (3): Synthesis of Formula H31
상기 합성예 1-(6)에서 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산 대신 6-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-3-보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 화학식 H31을 7.1g(수율 78%)의 흰색 고체를 얻었다.Except that 6-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-3-boronic acid was used instead of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid in Synthesis Example 1- (6) And a white solid of 7.1 g (yield 78%) of the formula H31 was obtained in the same manner.
MS(MALDI-TOF): m/z 572 [M]+ MS (MALDI-TOF): m / z 572 [M] < + &
합성예 4: 화학식 H39의 합성Synthesis Example 4: Synthesis of formula H39
합성예 4-(1) : 6-(펜타플루오로페닐)-9,9'-디메틸플루오레닐-3-보론산의 합성Synthesis Example 4- (1): Synthesis of 6- (pentafluorophenyl) -9,9'-dimethylfluorenyl-3-boronic acid
상기 합성예 3-(2)에서 페닐보론산 대신 펜타플루오로페닐보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 6-(펜타플루오로페닐)-9,9'-디메틸플루오레닐3 -보론산을 합성하였다.6- (Pentafluorophenyl) -9,9'-dimethylfluorenyl 3-boronic acid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3- (2) except that pentafluorophenylboronic acid was used instead of phenylboronic acid. Were synthesized.
합성예 4-(2) : 화학식 H39의 합성Synthesis Example 4- (2): Synthesis of Formula H39
상기 합성예 1-(6)에서 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산 대신 6-(펜타플루오로페닐)-9,9'-디메틸플루오레닐-3-보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 화학식 H39을 11.2g(수율 82%)의 흰색 고체를 얻었다.A solution of 6- (pentafluorophenyl) -9,9'-dimethylfluorenyl-3-boron in place of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl-2-boronic acid in Synthesis Example 1- (6) 11.2 g (82% yield) of a white solid of the formula H39 was obtained in the same manner as the acid except for using the acid.
MS(MALDI-TOF): m/z 662 [M]+ MS (MALDI-TOF): m / z 662 [M] < + & gt ;
합성예 5: 화학식 H60의 합성Synthesis Example 5: Synthesis of formula H60
합성예 5-(1) 3,6-디브로모-9,9'-디페닐플루오렌의 합성Synthesis Example 5- (1) Synthesis of 3,6-dibromo-9,9'-diphenylfluorene
상기 화합물은 알려진 문헌 Organic Letters, 2001, 3, 2285-2288에서 2,7-디브로모플루오렌-9-온대신 3,6-디브로모플루오렌-9-온을 사용하여 확보하였다. The above compound was obtained in a known document Organic Letters , 2001, 3 , 2285-2288 using 3,6-dibromofluoren-9-one instead of 2,7-dibromofluoren-9-one.
합성예 5-(2) : 6-(3,5-디페닐)페닐-9,9'-디페닐플루오레닐-3-보론산의 합성Synthesis Example 5- (2) Synthesis of 6- (3,5-diphenyl) phenyl-9,9'-diphenylfluorenyl-3-boronic acid
상기 합성예 1-(4)에서 2,7-디브로모-9,9'-디메틸플루오렌 대신 3,6-디브로모-9,9'-디페닐플루오렌을 사용한 것과 페닐보론산 대신 3,5-디페닐페닐-1-보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 6-(3,5-디페닐)페닐-9,9'-디페닐플루오레닐-3-보론산 을 합성하였다.Except that 3,6-dibromo-9,9'-diphenylfluorene was used instead of 2,7-dibromo-9,9'-dimethylfluorene in Synthesis Example 1- (4) 6- (3,5-diphenyl) phenyl-9,9'-diphenylfluorenyl-3-boronic acid was synthesized in the same manner except that 3,5-diphenylphenyl-1-boronic acid was used .
합성예 5-(3) : 화학식 H60의 합성Synthesis Example 5- (3): Synthesis of Chemical Formula H60
상기 합성예 1-(6)에서 7-페닐-9,9'-디메틸플루오레닐-2-보론산 대신 6-(3,5-디페닐)페닐-9,9'-디페닐플루오레닐-3-보론산을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 화학식 H60을 5.2g(수율 59%)의 연노란색 고체를 얻었다.The procedure of Synthesis Example 1- (6) was repeated except that 6- (3,5-diphenyl) phenyl-9,9'-diphenylfluorenylsuccinimide was used in place of 7-phenyl-9,9'-dimethylfluorenyl- -3-boronic acid, 5.2 g (yield 59%) of a pale yellow solid of the formula H60 was obtained in the same manner.
MS(MALDI-TOF): m/z 724 [M]+ MS (MALDI-TOF): m / z 724 [M] < + &
합성예 6: 화학식 H61의 합성Synthesis Example 6: Synthesis of formula H61
합성예 6-(1) 4-브로모-1-페닐나프탈렌의 합성Synthesis Example 6- (1) Synthesis of 4-bromo-1-phenylnaphthalene
250ml 둥근 바닥 플라스크에 1,4-디브로모나프탈렌 25g(0.065mol), 페닐보론산 8.75g(0.072mol), 탄산칼륨(K2CO3) 10.8 g(0.078mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 3.77 g, 물 20mL, 톨루엔 50ml 및 테트라하이드로퓨란 50mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후, 헥산과 디클로로메탄을 전개용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피로 분리하여 얻은 고체를 건조한 결과, 14.7 g(수율 8%)의 흰색 고체를 얻었다.(0.065 mol) of 1,4-dibromonaphthalene, 8.75 g (0.072 mol) of phenylboronic acid, 10.8 g (0.078 mol) of potassium carbonate (K 2 CO 3 ), and tetrakistriphenylphosphine In the palladium (Pd (PPh 3) 4) 3.77 g, 20mL water, 50ml of toluene and 50mL of tetrahydrofuran and refluxed for 24 hours. After the completion of the reaction, the reaction product was separated to remove the aqueous layer. The organic layer was separated, concentrated under reduced pressure, and then separated by column chromatography using hexane and dichloromethane as eluent. The solid was dried to obtain 14.7 g Yield: 8%) as a white solid.
합성예 6-(2) 화학식 61합성Synthesis Example 6- (2) Synthesis of Compound 61
합성예 1-(6)에서 9-브로모-10-(1-나프틸)안트라센 대신 9-브로모-10-(4-페닐-1-나프틸)안트라센을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 화학식 H61 5.3g(수율 49%)의 연노란색의 고체를 얻었다.Was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1- (6) except that 9-bromo-10- (4-phenyl-1-naphthyl) anthracene was used instead of 9-bromo- H61 (5.3 g, yield 49%) as a pale yellow solid.
MS(MALDI-TOF): m/z 648 [M]+
MS (MALDI-TOF): m / z 648 [M] < + & gt ;
실시예 : 유기전계발광소자의 제조Example: Fabrication of organic electroluminescent device
실시예 1~6Examples 1 to 6
ITO 글래스의 발광면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO 글래스를 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10-7torr가 되도록 한 후 상기 ITO 위에 CuPc(800 Å), α-NPD(300 Å) 순으로 성막한 후 본 발명에 의한 호스트 화합물 + BD1 화합물 3%를 혼합하여 성막(250Å)한 다음 Alq3(350 Å), LiF (5 Å), Al (500 Å)의 순서로 성막하여 유기전계발광소자를 제조하였다. 상기 유기전계발광 소자의 발광특성은 0.4mA에서 측정하였다. The ITO glass was patterned to have a light emitting area of 2 mm x 2 mm and then cleaned. After the ITO glass was mounted in a vacuum chamber, the base pressure was adjusted to 1 × 10 -7 torr. Subsequently, CuPc (800 Å) and α-NPD (300 Å) + BD1 compound 3% were mixed to form a film (250 ANGSTROM) Next, Alq 3 (350 Å), LiF (5 Å), and Al (500 Å) were sequentially deposited to form an organic electroluminescent device. The luminescent characteristics of the organic electroluminescent device were measured at 0.4 mA.
비교예 1 및 2Comparative Examples 1 and 2
상기 실시예에 사용된 화합물 중 본 발명에 의한 호스트 화합물 대신 하기 화학식 H73 또는 H74의 화합물을 사용한 것 이외에는 동일하게 유기전계발광소자를 제작하였으며, 상기 유기전계발광소자의 발광특성은 0.4mA에서 측정하였다. H73 및 H74의 화학식은 다음과 같다.As used in the above embodiment An organic electroluminescent device was fabricated in the same manner except that the compound of the formula H73 or H74 was used instead of the host compound of the present invention. The luminescent characteristics of the organic electroluminescent device were measured at 0.4 mA. The chemical formulas of H73 and H74 are as follows.
H73 H74 H73 H74
하기 표 1에는 실시예 1∼5과 비교예 1에 따라 제조된 유기전계발광소자에 대하여, 전압, 전류, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 나타내었다. T80은 휘도가 초기휘도에 비해 80%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.In Table 1, voltage, current, luminance, color coordinates and lifetime of the organic EL device manufactured according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were measured and the results are shown. T80 means the time required for the luminance to be reduced to 80% of the initial luminance.
실시예 7~11Examples 7 to 11
발광층에 하기 호스트 및 도펀트 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하였다.A device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the following host and dopant compound were used for the light emitting layer.
실시예 12~17 및 비교예 3 및 4Examples 12 to 17 and Comparative Examples 3 and 4
발광층에 하기 호스트 및 도펀트 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하였다.A device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the following host and dopant compound were used for the light emitting layer.
실시예 18~22 Examples 18 to 22
발광층에 하기 호스트 및 도펀트 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 소자를 제작하였다.A device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the following host and dopant compound were used for the light emitting layer.
상기 표 1 및 표2의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 종래의 안트라센 호스트를 사용한 경우보다 청색의 경우 효율 및 수명이 우수하며, 대부분의 예시된 BD화합물에 대하여 연청색 영역에서 좋은 발광특성을 보여주었다. 또한 녹색의 경우에도 휘도는 비교예 4에 비교하여 최대 1.45배의 성능을 보이며, 수명특성의 경우 비교예 4에 비하여 최대 1.9배의 장수명 특성을 나타냈고, 대부분의 예시된 GD 화합물에 대하여 좋은 발광특성을 보여주었다.
As can be seen from the results of Tables 1 and 2, the organic EL device according to the present invention is superior in efficiency and lifetime in the blue color to that of the conventional anthracene host, Showed good luminescence characteristics in the light blue region. Also, in the case of green, the luminance showed a maximum performance of 1.45 times as compared with Comparative Example 4. In the case of the lifetime characteristics, the maximum lifetime characteristic was 1.9 times that of Comparative Example 4. In the case of most of the exemplified GD compounds, Characteristics.
Claims (10)
(1)
(상기 식에서,
A, C1 및 C2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고(단, B가 치환 또는 비치환된 안트라센일기인 경우는 제외함),
a는 0 내지 7의 정수이고, b는 1 내지 7의 정수이며, a 및 b가 2 이상의 경우 복수의 A 및 B는 각각 독립적으로 동일 또는 상이하다.)A host compound represented by the following formula (1):
(One)
(Wherein,
A, C 1 and C 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 20 carbon atoms,
B is selected from the group consisting of substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 40 carbon atoms and substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 3 to 20 carbon atoms, provided that when B is a substituted or unsubstituted anthracene group, ),
a is an integer of 0 to 7, b is an integer of 1 to 7, and when a and b are two or more, plural A and B are independently the same or different.)
상기 A, B, C1 및 C2의 치환기는 중수소, 할로겐기, 시아노기, 탄소수 1 내지 7의 알킬기, 탄소수 1 내지 7의 할로겐알킬기, 탄소수 1 내지 7의 알킬실릴기, 탄소수 1 내지 7의 알킬게르마늄기, 탄소수 1 내지 7의 알콕시기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기 및 탄소수 2 내지 24의 헤테로아릴기 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 호스트 화합물.The method according to claim 1,
The substituents of A, B, C 1 and C 2 may be deuterium, a halogen group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, a halogenalkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkylsilyl group having 1 to 7 carbon atoms, An aryl group having 6 to 24 carbon atoms, and a heteroaryl group having 2 to 24 carbon atoms.
하기 화학식 (H1) 내지 화학식 (H72)으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 호스트 화합물:
(H1) (H2) (H3)
(H4) (H5) (H6)
(H7) (H8) (H9)
(H10) (H11) (H12)
(H13) (H14) (H15)
(H16) (H17) (H18)
(H19) (H20) (H21)
(H22) (H23) (H24)
(H25) (H26) (H27)
(H28) (H29) (H30)
(H31) (H32) (H33)
(H34) (H35) (H36)
(H37) (H38) (H39)
(H40) (H41) (H42)
(H43) (H44) (H45)
(H46) (H47) (H48)
(H49) (H50) (H51)
(H52) (H53) (H54)
(H55) (H56) (H57)
(H58) (H59) (H60)
(H61) (H62) (H63)
(H64) (H65) (H66)
(H67) (H68) (H69)
(H70) (H71) (H72)The method according to claim 1,
A host compound, which is a compound selected from the group consisting of the following formulas (H1) to (H72):
(H1) (H2) (H3)
(H4) (H5) (H6)
(H7) (H8) (H9)
(H10) (H11) (H12)
(H13) (H14) (H15)
(H16) (H17) (H18)
(H19) (H2O) (H21)
(H22) (H23) (H24)
(H25) (H26) (H27)
(H28) (H29) (H30)
(H31) (H32) (H33)
(H34) (H35) (H36)
(H37) (H38) (H39)
(H40) (H41) (H42)
(H43) (H44) (H45)
(H46) (H47) (H48)
(H49) (H50) (H51)
(H52) (H53) (H54)
(H55) (H56) (H57)
(H58) (H59) (H60)
(H61) (H62) (H63)
(H64) (H65) (H66)
(H67) (H68) (H69)
(H70) (H71) (H72)
캐소드; 및
상기 애노드와 캐소드 사이에 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 호스트 화합물이 함유된 층을 포함하는 유기전계발광소자.Anode;
Cathode; And
An organic electroluminescent device comprising a layer containing a host compound according to any one of claims 1 to 3 between the anode and the cathode.
상기 화합물이 함유된 층은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.5. The method of claim 4,
Wherein the layer containing the compound is a light emitting layer between the anode and the cathode.
상기 애노드와 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.6. The method of claim 5,
Further comprising at least one layer selected from the group consisting of a hole injecting layer, a hole transporting layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transporting layer and an electron injecting layer between the anode and the cathode.
상기 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 한층 이상이 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.The method according to claim 6,
Wherein at least one of the light emitting layer, the hole injecting layer, the hole transporting layer, the electron blocking layer, the light emitting layer, the hole blocking layer electron transporting layer, and the electron injecting layer is formed by a solution process.
상기 발광층은 하기 화학식 BD1 내지 BD68의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
BD1 BD2 BD3
BD4 BD5 BD6
BD7 BD8 BD9
BD10 BD11 BD12
BD13 BD14 BD15
BD16 BD17 BD18
BD19 BD20 BD21
BD22 BD23 BD24
BD25 BD26 BD27
BD28 BD29 BD30
BD31 BD32 BD33
BD34 BD35 BD36
BD37 BD38 BD39
BD40 BD41 BD42
BD43 BD44 BD45
BD46 BD47 BD48
BD49 BD50 BD51
BD52 BD53
BD54 BD55 BD56
BD57 BD58 BD59
BD60 BD61 BD62
BD63 BD64 BD65
BD66 BD67 BD686. The method of claim 5,
Wherein the light emitting layer further comprises at least one compound selected from compounds represented by the following formulas (BD1 to BD68).
BD1 BD2 BD3
BD4 BD5 BD6
BD7 BD8 BD9
BD10 BD11 BD12
BD13 BD14 BD15
BD16 BD17 BD18
BD19 BD20 BD21
BD22 BD23 BD24
BD25 BD26 BD27
BD28 BD29 BD30
BD31 BD32 BD33
BD34 BD35 BD36
BD37 BD38 BD39
BD40 BD41 BD42
BD43 BD44 BD45
BD46 BD47 BD48
BD49 BD50 BD51
BD52 BD53
BD54 BD55 BD56
BD57 BD58 BD59
BD60 BD61 BD62
BD63 BD64 BD65
BD66 BD67 BD68
상기 발광층은 하기 화학식 GD1 내지 GD60의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
GD1 GD2 GD3
GD4 GD5 GD6
GD7 GD8 GD9
GD10 GD11 GD12
GD13 GD14 GD15
GD16 GD17 GD18
GD19 GD20 GD21
GD22 GD23 GD24
GD25 GD26 GD27
GD28 GD29 GD30
GD31 GD32 GD33
GD34 GD35 GD36
GD37 GD38 GD39
GD40 GD41 GD42
GD43 GD44 GD45
GD46 GD47 GD48
GD49 GD50 GD51
GD52 GD53 GD54
GD55 GD56 GD57
GD58 GD59 GD60 6. The method of claim 5,
Wherein the light emitting layer further comprises at least one compound selected from compounds represented by the following formulas (GD1) to (GD60).
GD1 GD2 GD3
GD4 GD5 GD6
GD7 GD8 GD9
GD10 GD11 GD12
GD13 GD14 GD15
GD16 GD17 GD18
GD19 GD20 GD21
GD22 GD23 GD24
GD25 GD26 GD27
GD28 GD29 GD30
GD31 GD32 GD33
GD34 GD35 GD36
GD37 GD38 GD39
GD40 GD41 GD42
GD43 GD44 GD45
GD46 GD47 GD48
GD49 GD50 GD51
GD52 GD53 GD54
GD55 GD56 GD57
GD58 GD59 GD60
표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
5. The method of claim 4,
A display element, a display element, and a device for monochromatic or white illumination.
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