KR101773671B1 - 헤테로 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에는 헤테로 다환 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자가 기재되어 있다.
Description
본 명세서는 유기 전계 발광 소자 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본출원은 2014년 9월 5일에 한국특허청에 제출된 한국특허출원 제 10-2014-0118375의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 명세서에 포함된다.
전계 발광 소자는 자체 발광형 표시 소자의 일종으로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 소자는 2개의 전극 사이에 유기박막을 배치시킨 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 전압이 인가되면, 2개의 전극으로부터 주입된 전자와 정공이 유기박막에서 결합하여 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 발하게 된다. 상기 유기박막은 필요에 따라 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
유기박막의 재료는 필요에 따라 발광 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 유기박막 재료로는 그 자체가 단독으로 발광층을 구성할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있고, 또는 호스트-도펀트계 발광층의 호스트 또는 도펀트 역할을 할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다. 그 외에도, 유기박막의 재료로서, 정공주입, 정공수송, 전자블록킹, 정공블록킹, 전자수송 또는 전자주입 등의 역할을 수행할 수 있는 화합물이 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 성능, 수명 또는 효율을 향상시키기 위하여, 유기박막의 재료의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 명세서는 헤테로 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
Z는 O, S, NRa, SiRbRc 또는 CRdRe이고,
R1 내지 R12는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 -(L)p-(Y)q이며,
Ra 내지 Re는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 -(A)m-(B)n이고,
p 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수이며,
q 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,
p가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 L은 서로 동일하거나 상이하며,
q가 2 이상의 정수일 경우, 복수의 Y는 서로 동일하거나 상이하고,
m이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 A는 서로 동일하거나 상이하며,
n이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 상이하고,
L 및 A는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 알케닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
Y 및 B는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 아미노기; 포스핀 옥사이드기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아르알킬기; 치환 또는 비치환된 아르알케닐기; 치환 또는 비치환된 알킬아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자에 있어서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 명세서에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용될 수 있다. 상기 화합물은 유기 전계 발광 소자에서 정공주입재료, 정공수송재료, 발광재료, 전자수송재료, 전자주입재료 등의 역할을 할 수 있다. 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 발광 호스트 재료, 예컨대 인광 호스트 재료로 사용될 수도 있다. 또 하나의 실시상태에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 전자수송층, 정공수송층 재료로 사용될 수도 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 실시상태들에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층순서를 예시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
본 명세서에서, 
는 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 아미노기; 포스핀 옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아민기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 또는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 비페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, 페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴 아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 단환식의 디아릴아민기, 치환 또는 비치환된 다환식의 디아릴아민기 또는 치환 또는 비치환된 단환식 및 다환식의 디아릴아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우, 
, 
, 
, 및 
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴포스핀기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기 중 헤테로아릴기는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향성을 만족하는 것을 제외하고는 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다는 의미는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 치환 또는 비치환된 지방족 헤테로고리; 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성하는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리란 방향족이 아닌 고리로서 탄소와 수소 원자로만 이루어진 고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리의 예로는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등이 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 지방족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 지방족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 헤테로고리란 헤테로원자로 N, O 또는 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 방향족고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 지방족 탄화수소고리, 방향족 탄화수소고리, 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z의 Ra,Rb,Rc,Rd 또는 Re가 치환체이고 R1 내지 R12가 수소이거나, Z의 Ra,Rb,Rc,Rd 또는 Re가 수소이고 R1 내지 R12중 적어도 하나가 치환체이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R9 와 R10이 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성하거나, R11 과 R12가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
r은 0 내지 4의 정수이고,
r이 2 이상의 정수일 경우, 복수의 X는 서로 동일하거나 상이하며,
X의 정의는 R1 내지 R12의 정의와 동일하고,
Z 및 R1 내지 R12는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Z1 및 Z2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 N, SiRf 또는 CRg이고,
R1 내지 R12는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
Rf 및 Rg 는 상기 화학식 1의 Ra 내지 Re의 정의와 동일하고,
R13 내지 R24는 상기 화학식 1의 R1 내지 R12의 정의와 동일하고,
E는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z는 NRa이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z는 O이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z는 SiRbRc이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Z는 CRdRe이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, p는 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, p는 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, p는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, q는 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, q는 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, q는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, q는 2이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, m은 0 또는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 0이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 1 내지 4환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서에 있어서, 1 내지 4환이란, 1 내지 4개의 고리가 서로 축합되어 있는 구조를 의미하며 치환기로 연결된 고리의 개수는 포함되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 페닐렌기 또는 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, A는 치환 또는 비치환된 
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 1 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1 내지 6환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 또는 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기(triphenylene)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 피리딘기; 치환 또는 비치환된 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 트리아진기; 치환 또는 비치환된 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 퀴나졸린기; 치환 또는 비치환된 카바졸기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기, 비페닐기 또는 터페닐기로 치환 또는 비치환된 아릴아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 페닐기로 치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 치환 또는 비치환된 
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, B는 시아노기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z는 NRa이고, A는 치환 또는 비치환된 1 내지 4환의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이고, B는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 1 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1 내지 6환의 헤테로아릴기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Z는 NRa이고, A는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기; 치환 또는 비치환된 카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 벤조카바졸릴렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 트리아진기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴놀린기; 치환 또는 비치환된 2가의 퀴나졸린기이고, B는 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴포스핀기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 1 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 1 내지 6환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L은 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 비페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y는 페닐기 또는 비페닐기로 치환된 카바졸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R9 내지 R11 중 적어도 하나는 -(L)p-(Y)q이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2 내지 R5 중 적어도 하나는 -(L)p-(Y)q이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R6 내지 R8 중 적어도 하나는 -(L)p-(Y)q이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11이 -(L)p-(Y)q이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11은 -(L)p-(Y)q이고, p는 0이며, q는 1이고, Y는 치환 또는 비치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R11은 -(L)p-(Y)q이고, p는 0이며, q는 1이고, Y는 페닐기 또는 비페닐기로 치환된 카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r은 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, r은 0이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, E는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 탄소수 2 내지 30의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기; 치환 또는 비치환된 2가의 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 2가의 파이렌기(pyrene); 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 티오펜기; 치환 또는 비치환된 2가의 피롤기(pyrrole); 치환 또는 비치환된 2가의 옥사디아졸기(oxadiazole); 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기; 치환 또는 비피환된 2가의 피리다진기; 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 알킬기로 치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 메틸기로 치환된 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 피리딘기로 치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 페닐기로 치환된 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 비페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 파이레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 피리딘기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, E는 2가의 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 피리다진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 피리다진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 옥사디아졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 옥사디아졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 피롤기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 피롤기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 디벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 치환 또는 비치환된 2가의 페난트렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 페난트레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 안트라센기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, E는 2가의 안트라센기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4의 E는 하기 [표 1]에 기재된 치환기 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
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또 다른 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 포스핀 옥사이드기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 아릴아민기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 중수소로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 벤조카바졸기 또는 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 아릴기 및 헤테로아릴기 중 하나 또는 둘 이상이 결합된 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 트리아진기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 피리미딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 피리딘기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 퀴나졸기 또는 치환 또는 비치환된 이미다조퀴나졸기 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페난트리딘이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페난트롤린이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조티아졸이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 포스핀 옥사이드기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 실릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-1]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-1]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-2]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-2]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-3]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-3]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-4]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-4]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-5]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-5]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X, Ra 내지 Rg 및 R1 내지 R24 중 적어도 하나는 하기의 [A-6]의 구조들 중 어느 하나로 예시될 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[A-6]
본 명세서에 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들로부터 선택될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물들은 상기 화학식에 표시된 코어 구조에 다양한 치환체를 도입함으로써 유기 전계 발광 소자에 사용되는 유기물층으로 사용되기에 적합한 특성을 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 전계 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 전계 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 또는 정공 주입과 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층을 포함하고, 상기 전자저지층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 정공수송층은 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공주입층을 포함하고, 상기 정공수송층은 화학식1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자저지층과 정공수송층을 포함하고, 상기 전자저지층과 정공수송층 중 적어도 하나는 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층과 전자저지층 및 정공수송층을 포함하며, 상기 발광층, 전자저지층 및 정공수송층 중 적어도 하나는 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층과 전자저지층 ,정공수송층 및 정공주입층을 포함하며, 상기 발광층, 전자저지층, 정공수송층 및 정공주입층 중 적어도 하나는 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자수송층 또는 전자주입층을 포함하고, 상기 전자수송층 또는 전자주입층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자수송층, 전자주입층 또는 전자수송 및 전자주입을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층 및 전자수송층을 포함하고, 상기 전자수송층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 화학식 1의 화합물을 포함하고, 발광 도펀트를 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발광도펀트는 인광도펀트를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 인광도펀트는 이리듐계 인광도펀트를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 인광도펀트 물질은 Ir(ppy)3를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 전계 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
도 1 내지 3에 본 발명의 실시상태들에 따른 유기 발광 소자의 전극과 유기물층의 적층 순서를 예시하였다. 그러나, 이들 도면에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 유기 발광 소자의 구조가 본 발명에도 적용될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판(100) 상에 양극(200), 유기물층(300) 및 음극(400)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 도시된다. 그러나, 이와 같은 구조에만 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이, 기판 상에 음극, 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자가 구현될 수도 있다.
도 3은 유기물층이 다층인 경우를 예시한 것이다. 도 3에 따른 유기 발광 소자는 정공주입층(301), 정공수송층(302), 발광층(303), 전자수송층(304) 및 전자주입층(305)를 포함한다. 그러나, 이와 같은 적층구조에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 발광층을 제외한 나머지 층은 생략될 수도 있고, 필요한 다른 기능층이 더 추가될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 전계 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 전계 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 전계 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극이다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광 물질로는 전자저지층 또는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 물질로는 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 전계 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 전계 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시에들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 않으며, 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 1과 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 1]
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 2와 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 2]
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 3과 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 3]
상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 하기 반응식 4와 같은 방식으로 제조될 수 있다.
[반응식 4]
다만, 화학식 1 내지 4의 화합물의 합성과정은 상기 화학식 1 내지 4의 반응 조건에 한정되지 않고, 당 기술 분야에 알려져 있는 반응 조건이면 어떤 조건이든 무방하다.
또한, 상기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물은 당 기술분야에 알려져 있는 방법 및 재료를 이용하여 다양한 치환기를 가지도록 합성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화학식 1로 표시되는 화합물이 기본코어가 되는 화합물 1-1 내지 화합물 1-35의 제조는 하기 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
[제조예1] 하기 화합물 1-1의 제조
[화합물 1-1]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H- 플루오레노 [1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 4-브로모-1,1'-바이페닐 (13.15g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 4 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-1 (19.52g, 수율: 85%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 444
[
제조예
2] 하기 화합물 1-2의 제조
[화합물 1-2]
MS[M+H]+= 484
[
제조예
3] 화합물 1-3의 제조
[화합물 1-3]
MS[M+H]+= 523
[
제조예
4] 화합물 1-4의 제조
[화합물 1-4]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 (17.15g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.16g, 0.0026mol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-4 (16.48g, 수율: 71%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 522
[
제조예
5] 화합물 1-5의 제조
[화합물 1-5]
MS[M+H]+= 522
[
제조예
6] 화합물 1-6의 제조
[화합물 1-6]
MS[M+H]+= 521
[
제조예
7] 화합물 1-7의 제조
[화합물 1-7]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 2-클로로-4-페닐퀴나졸린(17.15g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-7 (18.33g, 수율: 86%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 496
[
제조예
8] 화합물 1-8의 제조
[화합물 1-8]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 2-클로로-4-(나프탈렌-2-yl)퀴나졸린(18.95g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 3 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-8 (17.13g, 수율: 82%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 546
[
제조예
9] 화합물 1-9의 제조
[화합물 1-9]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 4-([1,1'-바이페닐]-4-yl)-2-클로로퀴나졸린 (18.93g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 2 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-9 (19.84g, 수율: 93%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 572
[
제조예
10] 화합물 1-10의 제조
[화합물 1-10]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 3-브로모-9-페닐-9H-카바졸 (18.59g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-10 (17.13g, 수율: 79%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 533
[
제조예
11] 화합물 1-11의 제조
[화합물 1-11]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 9-(4-브로모페닐)-9H-카바졸 (18.59g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-11 (15.85g, 수율: 65%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 533
[
제조예
12] 화합물 1-12의 제조
[화합물 1-12]
MS[M+H]+= 609
[
제조예
13] 화합물 1-13의 제조
[화합물 1-13]
질소 분위기에서 상기 화합물 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 (15.0g, 0.52mol), 4-브로모-N,N-디페닐아닐린(18.59g, 0.57mol)을 크실렌 240ml에 완전히 녹인 후 소디움 tert-부톡사이드(5.94g, 0.61mol)을 첨가하고, 비스(트리-tert-부틸포스핀)팔라듐(0) (0.13g, 0.0026mol)을 넣은 후 6 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 여과하여 염기를 제거한 후 에 크실렌을 감압농축 시키고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-13 (16.45g, 수율: 60%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 535
[
제조예
14] 화합물 1-14의 제조
[화합물 1-14]
MS[M+H]+= 611
[
제조예
15] 화합물 1-15의 제조
[화합물 1-15]
MS[M+H]+= 599
[
제조예
16] 화합물 1-16의 제조
[화합물 1-16]
MS[M+H]+= 598
[
제조예
17] 화합물 1-17의 제조
[화합물 1-17]
MS[M+H]+= 598
[
제조예
18] 화합물 1-18의 제조
[화합물 1-18]
MS[M+H]+= 597
[
제조예
19] 화합물 1-19의 제조
[화합물 1-19]
MS[M+H]+= 599
[
제조예
20] 화합물 1-20의 제조
[화합물 1-20]
MS[M+H]+= 598
[
제조예
21] 화합물 1-21의 제조
[화합물 1-21]
MS[M+H]+= 598
[
제조예
22] 화합물 1-22의 제조
[화합물 1-22]
MS[M+H]+= 597
[
제조예
23] 화합물 1-23의 제조
[화합물 1-23]
MS[M+H]+= 509
[
제조예
24] 화합물 1-24의 제조
[화합물 1-24]
MS[M+H]+= 474
[
제조예
25] 화합물 1-25의 제조
[화합물 1-25]
MS[M+H]+= 458
[
제조예
26] 화합물 1-26의 제조
[화합물 1-26]
MS[M+H]+= 534
[
제조예
27] 화합물 1-27의 제조
[화합물 1-27]
MS[M+H]+= 550
[
제조예
28] 화합물 1-28의 제조
[화합물 1-28]
MS[M+H]+= 560
[
제조예
29] 화합물 1-29의 제조
[화합물 1-29]
MS[M+H]+= 568
[
제조예
30] 화합물 1-30의 제조
[화합물 1-30]
MS[M+H]+= 558
[
제조예
31] 화합물 1-31의 제조
[화합물 1-31]
MS[M+H]+= 608
[
제조예
32] 화합물 1-32의 제조
[화합물 1-8] [화합물 1-32-A]
질소 분위기에서 상기 화합물 1-8 (15.0g, 0.28mol) 에CHCl3 200ml을 넣고N-브로모숙신이미드(5.87g, 0.33mol)을 첨가하고, 3시간 동안 반하였다. 여과하여 H2O 300ml로 씻어주고 에틸아세테이트로 재결정하여 상기 화합물 1-32-A (15.51g, 수율: 90%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 625
[화합물 1-32-A] [화합물 1-32] 
질소 분위기에서 상기 화합물 1-32-A (15.5g, 0.59mol), (9-페닐-9H-카바졸-3-yl)붕소산(boronic acid) (8.21g, 0.29mol)을 테트라하이드로퓨란 380ml에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액(210ml)을 첨가하고, 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(0.86g, 0.75mmol)을 넣은 후5 시간 동안 가열 교반하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고 무수황산마그네슘으로 건조한 후 감압농축시키고 에탄올 300ml로 재결정하여 상기 화합물 1-32 (18.16g, 수율: 93%)를 제조하였다.
MS[M+H]+= 787
[
제조예
33] 하기 화합물 1-33의 제조
[화합물 1-33]
상기 제조예 32에서 (9-페닐-9H-카바졸-3-yl)붕소산(boronic acid) 대신 (4디벤조[b,d]티오펜-2-yl)붕소산(boronic acid) 을 사용한 것을 제외하고 상기 화합물 1-32을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-33을 제조하였다.
MS[M+H]+= 728
[
제조예
34] 하기 화합물 1-34의 제조
[화합물 1-34]
상기 제조예 32에서 (9-페닐-9H-카바졸-3-yl)붕소산(boronic acid) 대신 (디벤조[b,d]퓨란-2-yl)붕소산(boronic acid)을 사용한 것을 제외하고 상기 화합물 1-32을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 1-34을 제조하였다.
MS[M+H]+= 712
[
제조예
35] 하기 화합물 1-35의 제조
[화합물 1-35]
MS[M+H]+= 657
상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 기본코어가 되는 화합물 2-1 내지 화합물 2-35는 하기와 같다.
상기 화합물 2-1 내지 화합물 2-35의 제조는 하기 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
[
제조예36
] 상기 화합물 2-1 내지 2-35의 제조
상기 제조예 1에서 13H-플루오레노[1,9-ab]카바졸 대신15H-벤조[i]플루오레노[1,9-ab]카바졸 을 사용한 것을 제외하고 상기 화합물 1-1 ~ 1-35을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 2-1 내지 2-35을 제조하였다.
상기 화학식 3로 표시되는 화합물이 기본코어가 되는 화합물 3-1 내지 화합물 3-35는 하기와 같다.
상기 화합물 3-1 내지 화합물 3-35의 제조는 하기 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
[
제조예37
] 상기 화합물 3-1 내지 3-35의 제조
상기 제조예 1에서 15H-벤조[i]플루오레노[1,9-ab]카바졸 대신 7H-벤조[g]플루오레노[1,9-ab]carbazole을 사용한 것을 제외하고 상기 화합물 1-1 내지 1-34을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 상기 화합물 3-1 내지 3-35을 제조하였다.
[
실험예
1]
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexaazatriphenylene; HAT)를 500Å의 두께로 열 진공 증착하여 정공 주입층을 형성하였다.
[HAT]
상기 정공 주입층 위에 정공을 수송하는 물질인 하기 화합물 4-4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)(300Å)를 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
[NPB]
이어서, 상기 정공 수송층 위에 막 두께 100Å으로 하기 화합물 tris(4-(9H-carbazol-9-yl)페닐)아민(TCTA) 를 진공 증착하여 전자 저지층을 형성하였다.
[TCTA]
이어서, 상기 전자 저지층 위에 막 두께 300Å으로 아래와 같은 BH와 BD를 25:1의 중량비로 진공증착하여 발광층을 형성하였다.
[BH]
[BD]
[ET1]
[LiQ]
상기 발광층 위에 상기 화합물 ET1과 상기 화합물 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 300Å의 두께로 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 순차적으로 12Å두께로 리튬플로라이드(LiF)와 2,000Å 두께로 알루미늄을 증착하여 음극을 형성하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.4~ 0.7Å/sec를 유지하였고, 음극의 리튬플로라이드는 0.3Å/sec, 알루미늄은 2Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2 ⅹ10-7 ~5 ⅹ10-6 torr를 유지하여, 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-1]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-1을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-2]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-2을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-3]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-4]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-11를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-5]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-12를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-6]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-13를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-7]
상기 실험예 1에서 TCTA 대신 상기 화합물 1-14을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-8]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-24을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-9]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-25을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-10]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-26를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-11]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 1-27를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-12]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-1을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-13]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-2을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-14]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-15]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-11를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-16]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-12를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-17]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-13를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-18]
상기 실험예 1에서 TCTA 대신 상기 화합물 2-14을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-19]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-24을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-20]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-25을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-21]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-26를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-22]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 2-27를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-23]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-1을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-24]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-2을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-25]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-10을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-26]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-11를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-27]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-12를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-28]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-13를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-29]
상기 실험예 1에서 TCTA 대신 상기 화합물 3-14을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-30]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-24을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-31]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-25을 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-32]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물3-26를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 1-33]
상기 실험예 1에서 화합물 TCTA 대신 상기 화합물 3-27를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
상기 실험예 1(비교예), 실험예1-1 내지 1-33 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, [표 2]의 결과를 얻었다.
| 화합물(전자저지층) | 전압 (V@10mA/cm2) |
효율 (cd/A@10mA/cm2) |
색좌표 (x,y) |
|
| 실험예1(비교예) | 화합물 TCTA | 4.19 | 5.25 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 1-1 | 화합물 1-1 | 3.85 | 5.45 | (0.139, 0.122) |
| 실험예 1-2 | 화합물 1-2 | 3.82 | 5.48 | (0.138, 0.126) |
| 실험예 1-3 | 화합물 1-10 | 3.87 | 5.41 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 1-4 | 화합물 1-11 | 3.88 | 5.42 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-5 | 화합물 1-12 | 3.89 | 5.43 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-6 | 화합물 1-13 | 3.84 | 5.47 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 1-7 | 화합물1-14 | 3.83 | 5.48 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-8 | 화합물 1-24 | 3.84 | 5.41 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-9 | 화합물 1-25 | 3.83 | 5.48 | (0.138, 0.125) |
| 실험예 1-10 | 화합물 1-26 | 3.84 | 5.42 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-11 | 화합물 1-27 | 3.83 | 5.47 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-12 | 화합물 2-1 | 3.95 | 5.55 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-13 | 화합물 2-2 | 3.92 | 5.58 | (0.138, 0.126) |
| 실험예 1-14 | 화합물 2-10 | 3.97 | 5.51 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-15 | 화합물 2-11 | 3.98 | 5.52 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 1-16 | 화합물 2-12 | 3.99 | 5.53 | (0.135, 0.127) |
| 실험예 1-17 | 화합물 2-13 | 3.94 | 5.57 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 1-18 | 화합물2-14 | 3.93 | 5.58 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-19 | 화합물 2-24 | 3.94 | 5.51 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-20 | 화합물 2-25 | 3.93 | 5.58 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 1-21 | 화합물 2-26 | 3.94 | 5.52 | (0.135, 0.127) |
| 실험예 1-22 | 화합물 2-27 | 3.93 | 5.57 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 1-23 | 화합물 3-1 | 3.99 | 5.35 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-24 | 화합물 3-2 | 3.98 | 5.38 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-25 | 화합물 3-10 | 3.97 | 5.31 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-26 | 화합물 3-11 | 3.98 | 5.32 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 1-27 | 화합물 3-12 | 3.99 | 5.33 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-28 | 화합물 3-13 | 3.99 | 5.37 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-29 | 화합물3-14 | 3.98 | 5.38 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-30 | 화합물 3-24 | 3.98 | 5.31 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 1-31 | 화합물 3-25 | 4.01 | 5.38 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 1-32 | 화합물 3-26 | 3.98 | 5.32 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 1-33 | 화합물 3-27 | 4.02 | 5.37 | (0.138, 0.125) |
상기 [표 2]에서 보는 바와 같이 상기 화학식1에 포함되는 화합물, 상기 벤젠고리가 퓨즈드된 형태인 화학식2 에 포함되는 화합물, 상기 화학식3 에 포함되는 화합물의 특성을 비교해 보면 전압 및 효율 측면에서 상기 화학식2 에 포함되는 화합물 이 가장 좋은 효율을 보이며, 그다음은 상기 화학식 1 에 포함되는 화합물, 상기 화학식3 에 포함되는 화합물의 순서를 보이며, 전압 측면에서는 상기 화학식1 에 포함되는 화합물 이 가장 낮은 전압, 그다음은 상기 화학식 2 에 포함되는 화합물, 상기 화학식3 에 포함되는 화합물의 순서를 보인다. 물론 상기 화학식 1 에 포함되는 화합물, 상기 화학식 2 에 포함되는 화합물, 상기 화학식 3 에 포함되는 화합물은 모두 비교예 보다 저전압, 고효율의 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 화학식의 화합물 유도체는 전자 억제 능력이 우수하여 저전압 및 고효율의 특성을 보이며 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
[
실험예
2]
상기 실험예 1에서 상기 정공 수송층으로 NPB 대신 상기 실험예1 내지 33 의 화합물들을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다.
실험예 2(비교예), 상기 실험예 2-1 내지 2-33 에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, [표 3]의 결과를 얻었다.
| 화합물 (정공수송층) |
전압 (V@10mA/cm2) |
효율 (cd/A@10mA/cm2) |
색좌표 (x,y) |
|
| 실험예2(비교예) | 화합물 NPB | 4.69 | 5.45 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 2-1 | 화합물 1-1 | 4.35 | 5.75 | (0.139, 0.122) |
| 실험예 2-2 | 화합물 1-2 | 4.32 | 5.78 | (0.138, 0.126) |
| 실험예 2-3 | 화합물 1-10 | 4.37 | 5.71 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 2-4 | 화합물 1-11 | 4.38 | 5.72 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-5 | 화합물 1-12 | 4.39 | 5.73 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-6 | 화합물 1-13 | 4.34 | 5.77 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 2-7 | 화합물1-14 | 4.33 | 5.78 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-8 | 화합물 1-24 | 4.34 | 5.71 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-9 | 화합물 1-25 | 4.33 | 5.78 | (0.138, 0.125) |
| 실험예 2-10 | 화합물 1-26 | 4.34 | 5.72 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-11 | 화합물 1-27 | 4.33 | 5.77 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-12 | 화합물 2-1 | 4.45 | 5.85 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-13 | 화합물 2-2 | 4.42 | 5.88 | (0.138, 0.126) |
| 실험예 2-14 | 화합물 2-10 | 4.47 | 5.81 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-15 | 화합물 2-11 | 4.48 | 5.82 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 2-16 | 화합물 2-12 | 4.49 | 5.83 | (0.135, 0.127) |
| 실험예 2-17 | 화합물 2-13 | 4.44 | 5.87 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 2-18 | 화합물2-14 | 4.43 | 5.88 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-19 | 화합물 2-24 | 4.44 | 5.81 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-20 | 화합물 2-25 | 4.43 | 5.88 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 2-21 | 화합물 2-26 | 4.44 | 5.82 | (0.135, 0.127) |
| 실험예 2-22 | 화합물 2-27 | 4.43 | 5.87 | (0.138, 0.127) |
| 실험예 2-23 | 화합물 3-1 | 4.59 | 5.65 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-24 | 화합물 3-2 | 4.58 | 5.68 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-25 | 화합물 3-10 | 4.57 | 5.61 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-26 | 화합물 3-11 | 4.58 | 5.62 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 2-27 | 화합물 3-12 | 4.59 | 5.63 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-28 | 화합물 3-13 | 4.59 | 5.67 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-29 | 화합물3-14 | 4.58 | 5.68 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-30 | 화합물 3-24 | 4.58 | 5.61 | (0.136, 0.127) |
| 실험예 2-31 | 화합물 3-25 | 4.61 | 5.68 | (0.136, 0.125) |
| 실험예 2-32 | 화합물 3-26 | 4.58 | 5.62 | (0.137, 0.125) |
| 실험예 2-33 | 화합물 1-27 | 4.62 | 5.67 | (0.138, 0.125) |
상기 [표 3]에서 보는 바와 같이, 상기 화학식 1 에 포함되는 화합물, 화학식 2 에 포함되는 화합물, 화학식 3 에 포함되는 화합물 모두 비교예 보다 저전압, 고효율의 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 화학식의 화합물 유도체는 정공 수송 능력이 우수하여 저전압 및 고효율의 특성을 보이며 유기 발광 소자에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.
[
실험예
3]
상기 제조예에서 합성된 화합물들을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 녹색 유기 발광 소자를 제조하였다.
ITO(indium tin oxide)가 1,000Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀러포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 수송시켰다. 또한, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정한 후 진공 증착기로 기판을 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에CBP을 호스트로 이용하여, m-MTDATA(60nm) / TCTA(80 nm) / CBP + 10 % Ir(ppy)3(300nm)/ BCP(10 nm) / Alq3(30 nm) / LiF(1 nm) / Al (200nm) 순으로 발광 소자를 구성하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 각각 하기와 같다.
[실험예 3-1]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 1-3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-2]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-4을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-3]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-5을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-4]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-6를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-5]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-15를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-6]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-16를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-7]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 1-17을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-8]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-18을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-9]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-19을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-10]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-20를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-11]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-21를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-12]
상기 실험예3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 1-22를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-13]
상기 실험예3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-3를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-14]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 2-4을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-15]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-5을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-16]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-6을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-17]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-15를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-18]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-16를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-19]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-17를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-20]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 2-18사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-21]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-19을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-22]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-20을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-23]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-21를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-24]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 2-22를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-25]
상기 실험예3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-3를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-26]
상기 실험예3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-4를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-27]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 3-5을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-28]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-6 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-29]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-15을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-30]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-16를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-31]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-17를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-32]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-18를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-33]
상기 실험예 3에서 CBP 대신 상기 화합물 3-19을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-34]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-20을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-35]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-21을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3 과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 3-36]
상기 실험예 3에서 화합물 CBP 대신 상기 화합물 3-22를 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
실험예 3-1 내지 36에 의해 제작된 유기 발광 소자에 전류를 인가하였을 때, [표 4]의 결과를 얻었다.
| 화합물 (호스트) |
전압 (V@10mA/cm2) |
효율 (cd/A@10mA/cm2) |
EL 피크 (nm) |
|
| 실험예 3 (비교예) |
CBP | 7.22 | 39.48 | 516 |
| 실험예 3-1 | 화합물 1-3 | 6.88 | 42.93 | 517 |
| 실험예 3-2 | 화합물 1-4 | 6.86 | 42.24 | 516 |
| 실험예 3-3 | 화합물 1-5 | 6.85 | 42.72 | 518 |
| 실험예 3-4 | 화합물 1-6 | 6.89 | 42.65 | 517 |
| 실험예 3-5 | 화합물 1-15 | 6.88 | 42.31 | 515 |
| 실험예 3-6 | 화합물 1-16 | 6.83 | 42.63 | 516 |
| 실험예 3-7 | 화합물 1-17 | 6.89 | 42.62 | 516 |
| 실험예 3-8 | 화합물 1-18 | 6.87 | 42.64 | 517 |
| 실험예 3-9 | 화합물 1-19 | 6.84 | 42.08 | 518 |
| 실험예 3-10 | 화합물 1-20 | 6.91 | 42.72 | 517 |
| 실험예 3-11 | 화합물 1-21 | 6.82 | 42.70 | 517 |
| 실험예 3-12 | 화합물 1-22 | 6.83 | 42.76 | 516 |
| 실험예 3-13 | 화합물 2-3 | 6.78 | 44.93 | 517 |
| 실험예 3-14 | 화합물 2-4 | 6.66 | 45.24 | 516 |
| 실험예 3-15 | 화합물 2-5 | 6.65 | 44.72 | 518 |
| 실험예 3-16 | 화합물 2-6 | 6.59 | 44.65 | 517 |
| 실험예 3-17 | 화합물 2-15 | 6.58 | 44.31 | 515 |
| 실험예 3-18 | 화합물 2-16 | 6.63 | 44.63 | 516 |
| 실험예 3-19 | 화합물 2-17 | 6.69 | 44.62 | 516 |
| 실험예 3-20 | 화합물 2-18 | 6.57 | 44.64 | 517 |
| 실험예 3-21 | 화합물 2-19 | 6.64 | 45.08 | 518 |
| 실험예 3-22 | 화합물 2-20 | 6.66 | 44.72 | 517 |
| 실험예 3-23 | 화합물 2-21 | 6.62 | 44.70 | 517 |
| 실험예 3-24 | 화합물 2-22 | 6.83 | 44.76 | 516 |
| 실험예 3-25 | 화합물 3-3 | 6.78 | 43.93 | 517 |
| 실험예 3-26 | 화합물 3-4 | 6.76 | 43.24 | 516 |
| 실험예 3-27 | 화합물 3-5 | 6.75 | 43.72 | 518 |
| 실험예 3-28 | 화합물 3-6 | 6.79 | 43.65 | 517 |
| 실험예 3-29 | 화합물 3-15 | 6.78 | 43.31 | 515 |
| 실험예 3-30 | 화합물 3-16 | 6.73 | 43.63 | 516 |
| 실험예 3-31 | 화합물 3-17 | 6.79 | 43.62 | 516 |
| 실험예 3-32 | 화합물 3-18 | 6.77 | 43.64 | 517 |
| 실험예 3-33 | 화합물 3-19 | 6.74 | 43.08 | 518 |
| 실험예 3-34 | 화합물 3-20 | 6.76 | 43.72 | 517 |
| 실험예 3-35 | 화합물 3-21 | 6.72 | 43.70 | 517 |
| 실험예 3-36 | 화합물 3-22 | 6.73 | 43.76 | 516 |
실험 결과, 본 발명에 상기 화합물 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-15, 1-16, 1-17, 1-18, 1-19, 1-20, 1-21, 1-22, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-15, 2-16, 2-17, 2-18, 2-19, 2-20, 2-21, 2-22, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6, 3-15, 3-16, 3-17, 3-18, 3-19, 3-20, 3-21 또는 3-22 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 3-1 내지 3-36의 녹색 유기 발광 소자는 종래 CBP를 사용하는 실험예3(비교예)의 녹색 유기 EL 소자보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
[
실험예
4-1]
상기 제조예에서 합성된 화합물들을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후, 하기와 같은 방법으로 적색 유기 발광 소자를 제조하였다.
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm × 2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1 × 10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 DNTPD(700 Å), α-NPB (300 Å), 본 발명에 의해 제조된 화합물 1-3을 호스트로서(90 wt%) 사용하고, 도판트로서 하기 (piq)2Ir(acac) (10 wt%)를 공증착(300 Å)하며, Alq3 (350 Å), LiF(5 Å), Al(1,000 Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.
상기 DNTPD, α-NPB, (piq)2Ir(acac) 및 Alq3 의 구조는 다음과 같다.
[실험예 4-2]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-3]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-4]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-9을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-5]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-23을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-6]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-32을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-7]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-33을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-8]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 1-34을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-9]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-10]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-11]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-12]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-9을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-13]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-23을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-14]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-32을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-15]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-33을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-16]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 2-34을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-17]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-3을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-18]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-7을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-19]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-8을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-20]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-9을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-21]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-23을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-22]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-32을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4-23]
상기 실험예 4-1에서 화합물 1-3 대신 상기 화합물 3-33을 사용한 것을 제외하고는 실험예 4-1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제작하였다.
[실험예 4(비교예)]
실험예4를 위한 유기발광 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발광층의 호스트로서 본 발명에 의해 제조된 유기발광 화합물 대신 일반적인 인광호스트 물질로 많이 사용되고 있는 CBP를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였다.
상기 실험예 4-1 내지 4-24, 상기 실험예4 에 따라 제조된 유기전계발광소자에 대하여, 전압, 전류밀도, 휘도, 색좌표 및 수명을 측정하고 그 결과를 하기 [표 5]에 나타내었다. T95은 휘도가 초기휘도(5000nit)에서 95%로 감소되는데 소요되는 시간을 의미한다.
| 구분 | 호스트 |
도펀트 | 전압 | 휘도 (V) |
CIEx (cd/m2) |
CIEy | T95(hr) |
| 실험예4-1 | 1-3 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1860 | 0.670 | 0.329 | 465 |
| 실험예 4-2 | 1-7 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1850 | 0.674 | 0.325 | 415 |
| 실험예 4-3 | 1-8 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.1 | 1900 | 0.672 | 0.327 | 440 |
| 실험예 4-4 | 1-9 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1840 | 0.673 | 0.335 | 435 |
| 실험예 4-5 | 1-23 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.0 | 1790 | 0.675 | 0.333 | 405 |
| 실험예 4-6 | 1-32 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1810 | 0.670 | 0.339 | 420 |
| 실험예 4-7 | 1-33 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1970 | 0.671 | 0.338 | 445 |
| 실험예 4-8 | 1-34 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1860 | 0.668 | 0.329 | 465 |
| 실험예 4-9 | 2-3 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1950 | 0.673 | 0.325 | 415 |
| 실험예 4-10 | 2-7 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.1 | 1900 | 0.670 | 0.327 | 440 |
| 실험예 4-11 | 2-8 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1940 | 0.671 | 0.335 | 435 |
| 실험예 4-12 | 2-9 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.0 | 1990 | 0.674 | 0.333 | 405 |
| 실험예 4-13 | 2-23 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1910 | 0.675 | 0.339 | 420 |
| 실험예 4-14 | 2-32 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1970 | 0.671 | 0.338 | 445 |
| 실험예 4-15 | 2-33 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1960 | 0.668 | 0.329 | 465 |
| 실험예 4-16 | 2-34 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1950 | 0.674 | 0.325 | 415 |
| 실험예 4-17 | 3-3 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.1 | 1800 | 0.672 | 0.327 | 440 |
| 실험예 4-18 | 3-7 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1840 | 0.669 | 0.335 | 435 |
| 실험예 4-19 | 3-8 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.0 | 1890 | 0.668 | 0.333 | 405 |
| 실험예 4-20 | 3-9 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1810 | 0.669 | 0.339 | 420 |
| 실험예 4-21 | 3-23 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1870 | 0.668 | 0.338 | 445 |
| 실험예 4-22 | 3-32 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.0 | 1890 | 0.668 | 0.333 | 405 |
| 실험예 4-23 | 3-33 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.2 | 1810 | 0.669 | 0.339 | 420 |
| 실험예 4-24 | 3-34 | [(piq)2Ir(acac)] | 4.3 | 1870 | 0.668 | 0.338 | 445 |
| 실험예 4 (비교예) |
CBP | [(piq)2Ir(acac)] | 5.5 | 920 | 0.679 | 0.339 | 120 |
실험 결과, 본 발명에 따른 상기 화합물1-3, 1-7, 1-8, 1-9, 1-23, 1-32, 1-33, 1-34, 2-3, 2-7, 2-8, 2-9, 2-23, 2-32, 2-33, 2-34, 3-3, 3-7, 3-8, 3-9, 3-23, 3-32, 3-33, 3-34 표시되는 화합물을 발광층의 호스트 물질로 사용하는 실험예 4-1 내지 4-24의 적색 유기 전계 발광 소자는 종래 CBP를 사용하는 실험예4(비교예1)의 적색 유기 전계 발광 소자보다 전류효율, 구동전압 및 수명 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히 벤젠고리가 퓨즈드된 화학식 2, 화학식 3의 화합물들이 전압 및 효율 측면에서 더 우수한 특성을 보였다.
100 : 기판
200 : 양극
300 : 유기물층
301 : 정공주입층
302 : 정공수송층
303 : 발광층
304 : 전자수송층
305 : 전자주입층
400 : 음극
200 : 양극
300 : 유기물층
301 : 정공주입층
302 : 정공수송층
303 : 발광층
304 : 전자수송층
305 : 전자주입층
400 : 음극
Claims (17)
- 하기 화학식 2 및 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2에 있어서, X 및 R12는 수소이고, R11은 수소, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
상기 화학식 3에 있어서, R9 및 R10은 수소이고, X는 수소 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이기며,
상기 화학식 2 및 3에 있어서,
Z는 NRa이고,
R1 내지 R8은 수소이고, Ra는 -(A)m-(B)n이고,
m은 0 또는 1이며,
n은 1 또는 2이고,
n이 2인 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 상이하고,
A는 페닐렌기, 또는 비페닐릴렌기이고,
B는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 비페닐기; 디메틸플루오렌기; 페닐기로 치환된 트리아진기; 페닐기로 치환된 피리미딘기; 페닐기로 치환된 피리딘기; 나프틸기, 또는 비페닐기로 치환된 퀴나졸린기; 카바졸기; 디페닐아민기; 디벤조퓨란기; 디벤조티오펜기;
,
또는
이다.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 하기 구조식들에서 선택되는 것인 화합물:
- 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 적어도 하나는 청구항 1 및 12 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
- 청구항 13에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것인 유기 전계 발광 소자.
- 청구항 13에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 정공주입층, 정공수송층 , 정공 주입 및 수송층 또는 전자저지층 인 것인 유기 전계 발광 소자.
- 청구항 13에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자 주입 및 수송층인 것인 유기 전계 발광 소자.
- 청구항 13에 있어서, 상기 화합물은 인광 호스트 물질 또는 형광 호스트 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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-
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