KR102073138B1

KR102073138B1 - 청색 인광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자

Info

Publication number: KR102073138B1
Application number: KR1020120147732A
Authority: KR
Inventors: 이승재; 신인애; 허혜령
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2020-02-04
Also published as: CN103865521B; KR20140078405A; US10153440B2; CN103865521A; US20140167001A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 청색 인광 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]

Description

청색 인광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자{BLUE PHOSPHORESCENCE COMPOSITION AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는 신규한 청색 인광 화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.

최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.

유기전계발광소자는 플라스틱 같은 유연한 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널이나 무기전계발광 디스플레이에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력소모가 비교적 적으며 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기전계발광소자는 적색, 녹색 및 청색의 3가지 색을 나타낼 수 있어 풍부한 색을 표현하는 차세대 디스플레이 소자로 많은 사람들의 관심의 대상이 되고 있다.

유기전계발광소자는 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 음극을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다. 이러한 유기전계발광소자는 양극에서 주입된 정공과 음극에서 주입된 전자가 재결합에 의해 여기자가 형성되고, 그라운드 상태로 안정화되면서 빛을 발생한다. 이때 형성된 여기자(exciton)가 퀀칭(quenching)되는 현상을 막기 위해 안정성이 우수한 여기자 블로킹층(exciton blocking layer)를 사용하기도 한다.

여기자는 일중항과 삼중항의 비율이 1:3 으로 존재하며 형광의 경우 일중항 여기자만 이용되고 인광의 경우 일중항과 삼중항을 모두 사용하여 보다 뛰어난 발광효율을 얻을 수 있다. 이와 같이 인광 재료는 형광재료에 비해 매우 높은 양자효율을 가질 수 있으므로 유기전계 발광소자의 효율을 높이고 소비전력을 낮추는 중요한 방법으로 많이 연구되고 있다.

본 발명은 고효율의 청색 인광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 청색 인광 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, X₁, X₂ 및 X₃은 각각 질소 원자 또는 탄소 원자이고, A는 X₁-X₂-N으로 이루어진 5 내지 6원의 함질소 헤테로방향족 그룹이며, B는 X₃-C로 이루어진 5 내지 6원의 방향족 또는 헤테로방향족 그룹이다. X₄-L1-X₅는 2좌의 배위자이고, X₄와 X₅는 각각 독립적으로 탄소 원자, 질소 원자 또는 산소 원자이고, L1은 2좌의 배위자를 형성하는 원자군이다. n은 1 내지 3의 정수이고, a는 0 내지 3의 정수이며, b는 0 내지 3의 정수이다. Ra와 Rb은 각각 독립적으로, 수소, D, F, Cl, Br의 할로겐, CF₃, 시아노기, C1 내지 C18의 알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C1 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C1 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이고, Rc는 C3 내지 C18의 알킬기, C3 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C3 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C3 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이다.

상기 청색 인광 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 한다.

a는 0 내지 3의 정수이며, b는 0 내지 3의 정수이고, Ra와 Rb은 각각 독립적으로, 수소, D, F, Cl, Br의 할로겐, CF₃, 시아노기, C1 내지 C18의 알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C1 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C1 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이고, Rc는 C3 내지 C18의 알킬기, C3 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C3 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C3 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 양극과 음극 사이에 형성된 유기막을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서, 상기 유기막이 상기 청색 인광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유기막이 발광층인 것을 특징으로 한다.

상기 화합물이 상기 발광층의 도펀트로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 도펀트는 상기 발광층에 대해 0.1 내지 50% 중량비로 도핑된 것을 특징으로 한다.

상기 도펀트는 상기 발광층에 대해 1 내지 20% 중량비로 도핑된 것을 특징으로 한다.

상기 양극과 상기 음극 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 선택된 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 본 발명은 신규 청색 인광 화합물을 제조하고, 이를 유기전계발광소자의 발광층의 도펀트로 형성함으로써, 유기전계발광소자의 전력효율, 전류효율 및 양자효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 합성예에 따라 제조된 화합물 B-7의 UV-vis PL 스펙트럼을 측정하여 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 합성예에 따라 제조된 화합물 B-13의 UV-vis PL 스펙트럼을 측정하여 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 합성예에 따라 제조된 화합물 B-17의 UV-vis PL 스펙트럼을 측정하여 나타낸 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자(100)는 양극(110), 정공주입층(120), 정공수송층(130), 발광층(140), 전자수송층(150), 전자주입층(160) 및 음극(170)을 포함할 수 있다.

상기 양극(110)은 정공을 주입하는 전극으로 일함수가 높은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 양극(110)이 반사 전극일 경우에 양극(110)은 ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있다.

상기 정공주입층(120)은 양극(110)으로부터 발광층(140)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 정공주입층(120)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공주입층(120)의 두께가 1nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층(120)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 정공수송층(130)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 정공수송층(130)의 두께는 1 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공수송층(130)의 두께가 5nm 이상이면, 정공 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공수송층(130)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 발광층(140)은 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광물질을 이용하여 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 청색을 발광하는 물질에 대해 설명한다.

본 발명의 발광층(140)은 하기 화학식 1로 표시되는 청색 인광 화합물로 이루어질 수 있다.

[화학식 1]

상기 청색 인광 화합물은 하기 화학식으로 표시될 수 있다.

여기서, a는 0 내지 3의 정수이며, b는 0 내지 3의 정수이고, Ra와 Rb은 각각 독립적으로, 수소, D, F, Cl, Br의 할로겐, CF₃, 시아노기, C1 내지 C18의 알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C1 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C1 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이고, Rc는 C3 내지 C18의 알킬기, C3 내지 C18의 알콕시기, C6 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 그룹, C5 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 그룹, C3 내지 C18의 아민기, C6 이상의 방향족 그룹이 치환된 아민기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹이 치환된 아민기, C3 내지 C18의 알킬기 또는 C6 이상의 방향족 그룹으로 치환된 실릴기, C5 이상의 헤테로방향족 그룹으로 치환된 실릴기로부터 선택된 어느 하나이다.

따라서, 상기 청색 인광 화합물은 하기 화학식으로 표시될 수 있다.

상기 청색 인광 화합물은 발광층(140)의 도펀트로 사용될 수 있다. 청색 인광 화합물이 도펀트로 사용되면 발광층(140)에 0.1 내지 50%의 중량비로 도핑될 수 있으며, 1 내지 20%의 중량비로 도핑될 수 있다.

상기 전자수송층(150)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 전자수송층(150)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자수송층(150)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층(160)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 전자주입층(160)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 전자주입층(160)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자주입층(160)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자주입층(150)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 음극(170)은 전자 주입 전극으로, 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 음극(170)은 유기전계발광소자가 전면 또는 양면발광구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 유기전계발광소자가 배면발광구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 청색 인광 화합물의 합성예 및 이 화합물을 포함하는 유기전계발광소자에 관하여 하기 합성예 및 실시예에서 상술하기로 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

합성예 1 : B-7로 표시되는 청색 인광 화합물의 합성

1) 화합물 A1의 합성

500ml 둥근 바닥 플라스크에 2-브로모-4-프루오로벤즈알데히드(2-bromo-4-fluorobenzaldehyde)(10.00g, 49.26mmol), 2,6-디메틸페닐보로닉산(2,6-dimethylphenylboronic acid)(8.87g, 59.11mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(2.85g, 2.46mmol), 포타슘 카보네이트(Potassium carbonate)(29.96g, 216.74mmol)를 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)(THF, 150ml)와 물(50ml) 혼합액에 넣고 24시간 동안 환류시킨다. 상온으로 온도를 낮춘 후 테트라하이드로퓨란(THF)을 제거한 후, 디클로로메탄(Dichloromethane)과 물을 사용하여 추출한 후 용액을 농축시켜 메틸렌 클로라이드와 헥산(Methylene chloride와 hexane)을 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여, 화합물 A1(7.12g, 31.19mmol)을 얻었다.

2) 화합물 A2 합성

250ml 둥근바닥 플라스크에 화합물 A1(7.00g, 30.67mmol), 에틸렌디아민(ethylenediamine)(2.03g, 33.73mmol)을 넣고, 터트-부탄올(tert-butanol)(150ml)에 녹인 후, 70℃에서 30분간 가열한다. 이후, 포타슘 카보네이트(12.72g, 92.00mmol)와 아이오딘(iodine)(9.73g, 38.33mmol)을 넣고, 3시간 동안 더 환류시킨다. 상온으로 온도를 낮춘 후, 소듐 카보네이트로 퀸칭(quenching)을 실시하고, 에틸렌 아세테이트(ethylene acetate)와 물을 사용하여 추출한 후 용액을 농축시킨다. 농축한 화합물을 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 소듐 하이드록사이드(Sodium hydroxide) 수용액을 이용하여 PH 12~14로 맞춘 후, 재추출하여 용액을 농축시키고, 메틸렌 클로라이드와 석유에테르(petroleum ether)를 이용하여 침전, 감압 여과하여 화합물 A2(4.05g, 15.09mmol)를 얻었다.

3) 화합물 A3 합성

250ml 둥근바닥 플라스크에 화합물 A2(4.05g, 15.09mmol)를 아세트니트릴(acetonitrile)(150ml)에 녹이고, 상온에서 포타슘 과망간산염(Potassium permanganate)(5.96g, 37.73mmol)과 몬모릴로나이트 K-10(Montmorillonite K-10)(11.93g)의 혼합물을 천천히 넣어준다. 상온에서 10분간 교반을 시켜준 후, 에탄올을 넣어 반응을 종료한다. 셀라이트(Celite)에 에틸 아세테이트(ethyl acetate)를 이용하여 필터(filter)를 실시하고, 용액을 농축시켜 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 헥산(hexane)을 이용하여 컬럼 크로마트그래피를 실시하여, 화합물 A3(2.05g,7.70mmol)을 얻었다.

4) 화합물 A4 합성

250mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A3(2.05g, 7.70mmol)을 테트라하이드로퓨란(THF)(40ml)에 녹인 후, 소듐 하이라이드(Sodium hyride)(0.51g, 21.25mmol)을 넣고 1시간 동안 환류시킨다. 이후 메틸렌 아이오다이드(methylene iodide)(1.31g, 9.23mmol)을 넣고, 3시간 동안 더 환류시킨다. 물을 넣어 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트를 이용하여 추출을 실시하고, 용액을 농축시켜 에틸 아세테이트와 헥산을 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여, 화합물 A4(1.51g, 5.39mmol)을 얻었다.

5) 화합물 B-7 합성

25mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A4(1.51g, 5.39mmol), 이리듐(III)아세틸아세토네이트(Iridium(III) acetylacetonate)(0.53g, 1.08mmol)을 넣고, 반응 혼합물을 30분간 진공 건조시켜 주고, 반응 플라스크에 질소 가스를 채워 주었다.(3번 반복) 반응 혼합물을 240℃에서 48시간 반응 시키고, 실온으로 온도를 낮추어 준 후, 메탄올을 이용하여 필터를 실시하고, 걸려진 침전물을 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 헥산을 이용하여 컬럼 크로마트그래피를 실시하였다. 이후, 메틸렌 클로라이드와 메탄올을 이용하여 침전, 감압 여과하여 화합물 B-7를 합성하였다. (0.27g, 0.26mmol)

합성예 2 : B-13으로 표시되는 청색 인광 화합물의 합성

1) 화합물 A11 합성

250mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A3(4.00g, 15.02mmol)를 테트라하이드로퓨란(THF)(70ml)에 녹인 후, 소듐 하이라이드(0.99g, 41.46mmol)을 넣고 1시간 동안 환류시킨다. 이후 에틸렌 아이오다이드(2.81g, 18.02mmol)을 넣고, 3시간 동안 더 환류시킨다. 물을 넣어 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트를 이용하여 추출을 실시하고, 용액을 농축시켜 에틸 아세테이트와 헥산을 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여, 화합물 A11 (2.02g, 6.86mmol)을 얻었다.

2) 화합물 B-13 합성

250mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A11(2.02g, 6.86mmol), 이리듐(III)아세틸아세토네이트(Iridium(III) acetylacetonate)(0.67g, 1.37mmol)을 넣고, 반응 혼합물을 30분간 진공 건조 시켜 주고, 반응 플라스크에 질소 가스를 채워 주었다.(3번 반복) 반응 혼합물을 240℃에서 48시간 반응 시키고, 실온으로 온도를 낮추어 준 후, 메탄올을 이용하여 필터를 실시하고, 걸려진 침전물을 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 헥산을 이용하여 컬럼 크로마트그래피를 실시하였다. 이후, 메틸렌 클로라이드와 메탄올을 이용하여 침전, 감압 여과하여 화합물 B-13를 합성하였다. (0.31g, 0.29mmol)

합성예 3 : B-17로 표시되는 청색 인광 화합물의 합성

1) 화합물 A21 합성

500ml 둥근 바닥 플라스크에 2-브로모-4-플루오로벤즈알데히드(2-bromo-4-fluorobenzaldehyde)(10.00g, 49.26mmol), 2,4,6-트리이소프로필페닐보로닉산(2,4,6-triisopropylphenylboronic acid)(14.67g, 59.11mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0)(Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(2.85g, 2.46mmol), 포타슘 카보네이트(29.96g, 216.74mmol)를 테트라하이드로퓨란(THF)(150ml)와 물(50ml) 혼합액에 넣고 24시간 동안 환류시킨다. 상온으로 온도를 낮춘 후 테트라하이드로퓨란을 제거 한 후 디클로로메탄과 물을 사용하여 추출한 후 용액을 농축시켜 메틸렌 클로라이드와 헥산을 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여, 화합물 A21 (11.50, 35.23mmol)을 얻었다.

2) 화합물 A22 합성

250ml 둥근바닥 플라스크에 화합물 A21(11.50g, 35.23mmol), 에틸렌디아민(ethylenediamine)(2.33g, 38.75mmol)을 넣고, 터트-부탄올(tert-butanol)(170ml)에 녹인 후, 70℃에서 30분간 가열한다. 이후, 포타슘 카보네이트(14.61g, 105.68mmol)과 아이오딘(11.18g, 44.03mmol)을 넣고, 3시간 동안 더 환류시킨다. 상온으로 온도를 낮춘 후, 소듐 카보네이트로 퀸칭을 실시하고, 에틸렌 아세테이트와 물을 사용하여 추출한 후 용액을 농축시킨다. 농축한 화합물을 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 소듐 하이드록사이드 수용액을 이용하여 PH 12~14로 맞춘 후, 재추출하여 용액을 농축시키고, 메틸렌 클로라이드와 석유에테르를 이용하여 침전, 감압 여과하여 화합물 A22 (7.01g, 19.13mmol)을 얻었다.

3) 화합물 A23

250ml 둥근바닥 플라스크에 화합물 A22(7.01g, 19.13mmol)를 아세토니트릴(180ml)에 녹이고, 상온에서 포타슘 과망간산염(7.56g, 47.82mmol)과 몬모릴로나이트 K-10(15.11g)의 혼합물을 천천히 넣어준다. 상온에서 10분간 교반을 시켜준 후, 에탄올을 넣어 반응을 종료한다. 셀라이트에 에틸 아세테이트를 이용하여 필터를 실시하고, 용액을 농축시켜 에틸 아세테이트와 헥산을 이용하여 컬럼 크로마트그래피를 실시하여, 화합물 A23 (3.65g,10.01mmol) 을 얻었다.

4) 화합물 A24 합성

250mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A23(3.65g, 10.01mmol)를 테트라하이드로퓨란(60ml)에 녹인 후, 서듐 하이라이드(0.66g, 27.64mmol)을 넣고 1시간 동안 환류시킨다. 이후 메틸렌 아이오다이드(1.71g, 12.02mmol)을 넣고, 3시간 동안 더 환류시킨다. 물을 넣어 반응을 종료하고, 에틸 아세테이트를 이용하여 추출을 실시하고, 용액을 농축시켜 에틸 아세테이트와 헥산을 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여, 화합물 A24 (2.50g, 6.60mmol)을 얻었다.

5) 화합물 B-17 합성

250mL 둥근바닥 플라스크에 화합물 A24(2.50g, 6.60mmol), 이리듐(III)아세틸아세토네이트(0.65g, 1.33mmol)을 넣고, 반응 혼합물을 30분간 진공 건조 시켜 주고, 반응 플라스크에 질소 가스를 채워 주었다.(3번 반복) 반응 혼합물을 240℃에서 48시간 반응 시키고, 실온으로 온도를 낮추어 준 후, 메탄올을 이용하여 필터를 실시하고, 걸려진 침전물을 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 헥산을 이용하여 컬럼 크로마트그래피를 실시하였다. 이후, 메틸렌 클로라이드와 메탄올을 이용하여 침전, 감압 여과하여 화합물 B-17를 합성하였다. (0.31g, 0.23mmol)

상기 제조된 화합물 B-7, 13 및 17의 UV-vis PL(Ultra violet-Photo Luminescence) 스펙트럼을 측정한 바, 도 2, 3 및 4와 같은 특성이 나타났다.

이하, 전술한 화합물 B-7, 13 및 17과, 하기 비교예의 물질로 나타나는 청색 인광 화합물을 청색 도펀트로 사용하여 유기전계발광소자를 제작한 실시예를 개시한다.

실시예 1

ITO 기판의 발광 면적이 3mm×3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10^-6torr가 되도록 한 후 양극 ITO 위에 정공주입층으로 HAT-CN을 50Å의 두께로 성막하고, 정공수송층으로 NPD를 550Å의 두께로 성막하고, 전자저지층으로 TAPC를 100Å의 두께로 성막하고, 발광층으로 호스트인 mCP 300Å과 도펀트인 화합물 B-7을 도펀트의 도핑 농도 15%로 성막하였다. 그 다음 전자수송층인 TmPyPb를 400Å의 두께로 성막하고, 전자주입층인 LiF를 5Å의 두께로 성막하고, 음극인 Al을 1000Å의 두께로 성막하여, 유기전계발광소자를 제조하였다.

실시예 2

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에 발광층의 도펀트로 화합물 B-13을 사용한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제조하였다.

실시예 3

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에 발광층의 도펀트로 화합물 B-17을 사용한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제조하였다.

비교예

전술한 실시예 1과 동일한 공정 조건 하에 발광층의 도펀트로 하기 화학식으로 표시되는 물질을 사용한 것만을 달리하여 유기전계발광소자를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 전압, 전류, 전류효율, 전력효율, 양자효율 및 색좌표를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

	전압(V)	전류 (mA/㎠)	전류효율 (cd/A)	전력효율 (lm/W)	양자효율 (%)	색좌표
	전압(V)	전류 (mA/㎠)	전류효율 (cd/A)	전력효율 (lm/W)	양자효율 (%)	CIE_x	CIE_y
실시예1	7.76	10	23.80	9.64	11.75	0.183	0.342
실시예2	7.72	10	20.70	8.42	10.02	0.171	0.354
실시예3	7.84	10	23.62	9.46	11.60	0.180	0.341
비교예	7.86	10	12.75	5.10	6.7	0.195	0.333

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 B-7, 13, 17 화합물을 사용한 실시예 1 내지 3은 종래 이리듐 화합물을 사용한 비교예에 동등 수준의 색좌표를 나타내면서 전류효율, 전력효율 및 양자효율이 현저하게 상승된 것을 확인할 수 있었다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 유기전계발광소자 110 : 양극
120 : 정공주입층 130 : 정공수송층
140 : 발광층 150 : 전자수송층
160 : 전자주입층 170 : 음극

Claims

하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 청색 인광 화합물.

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,
삭제
삭제
양극과 음극 사이에 형성된 유기막을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서,
상기 유기막이 상기 제1 항의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제4 항에 있어서,
상기 유기막이 발광층인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제5 항에 있어서,
상기 화합물이 상기 발광층의 도펀트로 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제6 항에 있어서,
상기 도펀트는 상기 발광층에 대해 0.1 내지 50% 중량비로 도핑된 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제7 항에 있어서,
상기 도펀트는 상기 발광층에 대해 1 내지 20% 중량비로 도핑된 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제4 항에 있어서,
상기 양극과 상기 음극 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 선택된 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제9 항에 있어서,
상기 정공주입층은 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제9 항에 있어서,
상기 정공수송층은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제9 항에 있어서,
상기 전자수송층 또는 상기 전자주입층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.