KR102090364B1 - 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 화학식 1의 안트라센 유도체, 상기 안트라센 유도체를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자 {ANTHRACENE DERIVATIVES AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이들 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함할 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이러한 유기 발광 소자는 자발광, 고휘도, 고효율, 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트, 고속 응답성 등의 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
유기 발광 소자에서 유기물층으로 사용되는 재료는 기능에 따라, 발광 재료와 전하 수송 재료, 예컨대 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 발광 재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 재료로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하여, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이 때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다.
전술한 유기 발광 소자가 갖는 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 한다.
그 중, 전자수송 물질로는 유기 단분자 물질로서 전자에 대한 안정도와 전자 이동속도가 상대적으로 우수한 유기금속착제들이 바람직하다. 그 중에서 안정성이 우수하고 전자 친화도가 큰 Alq3가 가장 우수한 것으로 보고되었으나 청색 발광소자에 사용할 경우 엑시톤 디퓨전(exciton diffusion)에 의한 발광 때문에 색순도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 산요(sanyo)사의 플라본(Flavon) 유도체 또는 치소(Chisso)사의 게르마늄 및 실리콘클로페타디엔 유도체 등이 알려져 있다(일본공개특허공보 제1998-017860호, 일본공개특허공보 제 1999-087067호).
또한, 상기 유기 단분자 물질로는 스피로(Spiro)화합물에 결합된 PBD(2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole)유도체와 정공차단능력과 우수한 전자 수송능력을 모두 가지고 있는 TPBI(2,2',2"-(benzene-1,3,5-triyl)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) 등이 있다(Adv. Mater. 10, 1998, 1136 & Tao et al, Appl. Phys. Lett. 77, 2000, 1575). 특히, LG화학에서 발표한 벤조 이미다졸 유도체는 우수한 내구성으로 널리 알려져 있다.
상기 유기 단분자 물질을 전자 수송층으로 이용한 유기 발광 소자는 발광수명이 짧고, 보존내구성 및 신뢰성이 낮은 문제점들을 가지고 있다. 상기 발생되는 문제점들은 유기물질의 물리 또는 화학적인 변화, 유기물질의 광화학적 또는 전기화학적인 변화, 음극의 산화, 박리현상 및 내구성이 결여되어 있기 때문이다.
따라서 유기 발광 소자에 이용되는 유기 단분자 물질의 구조를 변화시켜 임의의 발광색을 얻거나, 호스트 도펀트 시스템에 의한 여러 가지의 고효율을 얻는 방법을 이용한 유기 발광 소자들이 제안되고 있으나, 아직 만족스러운 휘도, 특성, 수명 및 내구성이 결여되어 있다.
상기 문제점들을 해결하는 것으로서, 예를 들면, 한국공개특허공보 2003-0067773호에는 벤조 이미다졸(benzo imidazole) 바퀴 및 안트라센(anthracene) 골격을 가지는 화합물이 기재되어 있다.
그러나, 이러한 화합물을 이용한 유기 EL 소자보다도 더욱 향상된 발광 휘도 및 발광 효율, 수명 등을 갖는 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
한국 공개 특허공보 제10-2003-0067773호
본 발명은 안트라센계 화합물, 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 코팅 조성물을 열처리 또는 광처리에 의하여 건조시킨 유리 발광 소자 및 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017035026682-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이며,
Ar3 및 Ar4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가 헤테로 고리기이고,
a 및 b는 각각 0 내지 9의 정수이고,
c 및 d는 각각 1 내지 3의 정수이며,
e 및 f는 각각 1 또는 2의 정수이며,
상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택되고,
Figure 112017035026682-pat00002
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이거나, R1 및 R2 또는 R3 및 R4가 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고,
R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이고
R5 및 R19 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고,
R10은 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
R22는 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고,
m1 내지 m6 및 n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
m7은 1 내지 20의 정수이며,
L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 또한, 캐소드; 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 코팅 조성물의 건조물 또는 경화물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
마지막으로, 본 명세서의 또 하나의 실시상태는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용될 수 있으며, 상기 화합물은 용액 공정이 가능하여, 소자의 대면적화가 가능하다. 특히 용해도를 증대시킬 수 있는 물질로 사용하여 발광물질을 연결시킴으로써, 유기 발광 소자의 발광층을 용액 공정으로 형성할 수 있고, 이에 의하여 공정성을 크게 개선할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 화합물 1-1의 화합물의 MS 그래프이다.
도 3는 본 발명의 중간체 화합물 C의 화합물의 MS 그래프이다.
도 4는 본 발명의 중간체 화합물 D의 MS 그래프이다.
도 5는 본 발명의 화합물 1-2의 화합물의 MS 그래프이다.
도 6는 본 발명의 화합물 1-3의 화합물의 MS 그래프이다.
이하, 본 명세서를 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017035026682-pat00003
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이며,
Ar3 및 Ar4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가 헤테로 고리기이고,
a 및 b는 각각 0 내지 9의 정수이고,
c 및 d는 각각 1 내지 3의 정수이며,
e 및 f는 각각 1 또는 2의 정수이며,
상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택되고,
Figure 112017035026682-pat00004
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이거나, R1 및 R2 또는 R3 및 R4가 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고,
R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이고
R5 및 R19 내지 R21은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고,
R10은 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
R22는 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고,
m1 내지 m6 및 n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
m7은 1 내지 20의 정수이며,
L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1의 화합물은 2개의 안트라센 구조 사이에 화합물의 용해도를 증대시킬 수 있는 구조를 도입함으로써 용액 공정에 의하여 유기물층을 형성할 수 있는 효과를 갖는다. 예컨대, 상기 화학식 1의 화합물은 디클로로메탄, 톨루엔, 클로로벤젠, 시클로헥사논 등과 같은 유기 용매에 대해 용해성을 가지며, 용해도는 유기 용매 전체를 기준으로 3 중량%이상일 수 있다.
이와 같이, 용액 공정에서 사용될 수 있는 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층 재료로 사용함으로써, 용액 도포법에 의하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있어 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다. 또한, 용액 도포법에 의하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있어 소자의 대면적화가 가능할 수 있다.
특히, 상기 화학식 1의 구조는 용해도를 증대시킬 수 있는 구조의 양측에 위치한 안트라센 구조가 특히 유기 발광 소자의 발광층 물질, 특히 호스트 재료로서 사용될 수 있는 것으로서, 용액 공정에 적용될 수 있는 발광층 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 명세서의 치환기를 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서,
Figure 112017035026682-pat00005
는 다른 치환기 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 “치환”이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 “치환 또는 비치환된”이라는 용어는 수소; 중수소; 실릴기; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 알킬기; 알콕시기; 알케닐기; 아릴기; 및 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 아릴기로 치환된 헤테로 고리기, 헤테로 고리기로 치환된 아릴기, 알킬기로 치환된 아릴기 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 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, 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, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 1-옥틸노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다.
알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸 옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 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, 실릴기는 -SiRR'R''의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 R, R' 및 R''는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, tert-부틸디페닐실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 40이다. 또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 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 한정되는 것은 아니다.
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 40이다. 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, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure 112017035026682-pat00006
,
Figure 112017035026682-pat00007
,
Figure 112017035026682-pat00008
및
Figure 112017035026682-pat00009
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것이다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로 고리기의 탄소수는 2 내지 40이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로 고리기의 탄소수는 2 내지 20이다. 상기 헤테로 고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로 고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 알킬기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬렌기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 시클로알킬기의 예시 중 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 2가의 헤테로 고리기는 2가기인 것을 제외하고, 전술한 헤테로 고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112017035026682-pat00010
상기 화학식 2에 있어서, Ar3, Ar4, c 내지 f, L1 내지 L3는 각각 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이며,
Ar9 및 Ar10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이며,
g 내지 j는 각각 0 내지 4의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이거나, 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기이거나 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 시클로알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이거나 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 치환 또는 비치환된 시클로헥실기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 시클로헥실기; 또는 페닐기이거나, 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬기; 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 치환 또는 비치환된 시클로헥실기; 치환 또는 비치환된 또는 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R3 및 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 시클로헥실기; 또는 페닐기이다.
R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이고,
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 에틸렌기; 치환 또는 비치환된 헥실렌기; 치환 또는 비치환된 시클로헥실렌기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R5는 각각 독립적으로 에틸렌기; 헥실렌기; 시클로헥실렌기; 또는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R10은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R10은 치환 또는 비치환된 시클로헥실렌기 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R10은 시클로헥실렌기 또는 페닐렌기이다..
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R19 및 R20은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R19 및 R20은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R19 및 R20은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R19 및 R20은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 에틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R19 및 R20은 에틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 알킬기로 치환된 플루오레닐기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 탄소수 2 내지 10의 알킬기로 치환된 플루오레닐기; 또는 탄소수 2 내지 10의 알킬기로 치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 옥틸기로 치환된 플루오레닐기; 또는 옥틸기로 치환된 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, R21은 옥틸기로 치환된 플루오레닐기; 또는 페닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, m1 내지 m6은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, m1 내지 m4는 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, m3 및 m4는 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 또는 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 페난트레닐기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 안트라세닐기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조티오펜기; 또는 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 나프틸렌기; 페난트레닐기; 안트라세닐기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 2가의 디벤조티오펜기; 또는 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 나프틸렌기; 페난트레닐기; 안트라세닐기; 플루오레닐기; 2가의 디벤조티오펜기; 또는 2가의 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 바이페닐렌기; 나프틸렌기; 또는 2가의 디벤조퓨란기이다.
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이며,
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 트리메틸실릴기; 또는 치환 또는 비치환된 tert-부틸기이다.
Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 트리메틸실릴기; 또는 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 헤테로 고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 치환 또는 비치환된 이소프로필기; tert-부틸기; 치환 또는 비치환된 헥실기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 이소프로필기; tert-부틸기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 헥실기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; tert-부틸기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 헥실기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 탄소수 6 내지 8의 알킬기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; tert-부틸기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 이소프로필기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 헥실기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 나프탈렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 페난트렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 이소프로필기; tert-부틸기; 헥실기; 페닐기; 나프탈렌기; 안트라센기; 페난트렌기; 헥실기 또는 옥틸기로 치환 또는 비치환된 플루오렌기; 디벤조티오펜기; 또는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; 이소프로필기; tert-부틸기; 헥실기; 페닐기; 나프탈렌기; 안트라센기; 페난트렌기; 플루오렌기; 디벤조티오펜기; 또는 디벤조퓨란기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 실릴기; tert-부틸기; 이소프로필기; 헥실기; 페닐기; 또는 나프탈렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 트리메틸실릴기; tert-부틸디메틸실릴기; ter-부틸디페닐실릴기; t-부틸기; 이소프로필기; 헥실기; 페닐기; 또는 나프탈렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure 112017035026682-pat00011
Figure 112017035026682-pat00012
Figure 112017035026682-pat00013
Figure 112017035026682-pat00014
Figure 112017035026682-pat00015
Figure 112017035026682-pat00016
Figure 112017035026682-pat00017
Figure 112017035026682-pat00018
Figure 112017035026682-pat00019
Figure 112017035026682-pat00020
Figure 112017035026682-pat00021
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있다.
예컨대 상기 화학식 1의 화합물은 후술하는 제조예와 같은 방법으로 제조될 수 있다. 치환기는 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당 기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전술한 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 용액 전체를 기준으로 상기 화학식 1의 화합물을 90중량%이하로 포함한다. 예컨대, 0.1 중량% 이상 90중량%이하로 포함할 수 있고, 바람직하게는 3 중량 % 이상 90 중량% 이하로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물의 점도는 2 cP 내지 15 cP이다. 상기와 같은 범위의 점도를 갖는 경우, 소자의 제조에 용이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 액상일 수 있다. 상기 "액상"은 상온 및 상압에서 액체 상태인 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 예컨대, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론(Isophorone), 테트랄론(Tetralone), 데칼론(Decalone), 아세틸아세톤(Acetylacetone) 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매; 및 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매; 테트랄린 등의 용매가 예시되나, 본원 발명의 일 실시상태에 따른 안트라센 유도체를 용해 또는 분산시킬 수 있는 용매면 족하고, 이들을 한정하지 않는다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 용매는 1 종 단독으로 사용하거나, 또는 2 종 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 발광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스티릴아민 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도펀트는 공지된 도펀트를 사용할 수 있다. 예를 들면, 하기 구조와 같은 도펀트를 사용할 수 있다.
Figure 112017035026682-pat00022
Figure 112017035026682-pat00023
본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 캐소드; 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성됨으로써, 상기 코팅 조성물의 건조물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물의 건조물을 포함하는 유기물층은 발광층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층. 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1에 예시되어 있다.
도 1에는 기판(101) 상에 애노드(201), 정공주입층(301), 정공수송층(401), 발광층(501), 전자수송층(601) 및 캐소드(701)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 여기서, 상기 발광층(501)이 전술한 코팅 조성물의 건조물 또는 경화물을 포함할 수 있다.
상기 도 1은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되지 않는다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 유기물층 및 캐소드를 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 애노드를 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 스핀 코팅을 이용하여 형성될 수 있다.
또 다른 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 인쇄법에 의하여 형성된다.
본 명세서의 상태에 있어서, 상기 인쇄법은 예컨대, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 오프셋 프린팅, 전사 프린팅 또는 스크린 프린팅 등이 있으나, 이를 한정하지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 구조적인 특성으로 용액공정이 적합하여 인쇄법에 의하여 형성될 수 있으므로 소자의 제조 시에 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계를 포함한다. 필요에 따라 열처리 또는 광처리를 추가로 수행할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 온도는 85 ℃ 내지 300 ℃ 이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 열처리하는 단계에서의 열처리 시간은 1분 내지 1 시간일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물이 첨가제를 포함하지 않는 경우, 100 ℃ 내지 300 ℃의 온도에서 열처리하여, 가교가 진행되는 것이 바람직하며, 150 ℃ 내지 250 ℃의 온도에서 가교가 진행되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 명세서의 코팅 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있으나, 사용하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 형성하는 단계에서 상기 열처리 또는 광처리 단계를 포함하는 경우에는 코팅 조성물에 포함된 복수 개의 안트라센 유도체가 가교를 형성하여 박막화된 구조가 포함된 유기물층을 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층의 표면 위에 다른 층을 적층할 시, 용매에 의하여 용해되거나, 형태학적으로 영향을 받거나 분해되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층이 열처리 또는 광처리 단계를 포함하여 형성된 경우에는 용매에 대한 저항성이 증가하여 용액 증착 및 가교 방법을 반복 수행하여 다층을 형성할 수 있으며, 안정성이 증가하여 소자의 수명 특성을 증가시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 안트라센 유도체를 포함하는 코팅 조성물은 고분자 결합제에 혼합하여 분산시킨 코팅 조성물을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 고분자 결합제로서는, 전하 수송을 극도로 저해하지 않는 것이 바람직하고, 또한 가시광에 대한 흡수가 강하지 않은 것이 바람직하게 이용된다. 고분자 결합제로서는, 폴리(N-비닐카르바졸), 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등이 예시된다.
상기 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 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 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 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 애노드에서의 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 애노드 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 애노드나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 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 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; 폴리안트라센, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 전술한 화학식 1의 화합물을 사용될 수 있다. 추가의 호스트 재료나 추가의 발광층이 포함되는 경우, 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 호스트 재료로 사용될 수 있다. 구체적으로 축합방향족환 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 2이상 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 캐소드로부터 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, 캐소드로부터의 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.
상기 정공저지층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 안트라센 유도체는 유기 발광 소자외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 제조예 1> 화학식 1-1의 합성
1) 제조예 1-1: 중간체 화합물 B의 합성
Figure 112017035026682-pat00024
[화합물 A] [화합물 B]
1-브로모-4-요오드벤젠 3.11g(11mmol), 화합물 A 3.48g (10mmol), 테트라키스팔라듐 0.58g(0.5mmol) 탄산칼륨 2.07g(15mmol)를 둥근 플라스크에 넣고 톨루엔을 전체 용액 부피 대비 80 부피% 비율로 물에 섞은 용액 150mL를 넣어 용해시킨 후 80℃에서 12시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각한 후 셀라이트 패드를 통과시키고 분별깔때기에서 에틸아세테이트로 추출 후 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화합물B 2.91g(수율: 63%)를 얻었다.
2) 제조예 1-2: 화학식 1-1의 합성
Figure 112017035026682-pat00025
[화합물 B] [화학식 1-1]
100mL 둥근 플라스크에 화합물 B 2.3g(5mmol)과 테트라하드로퓨란 50mL를 넣어 교반하였다. 화합물 B가 충분히 용해된 뒤 영하 78℃로 냉각하였다. 헥산 용액 중 N-뷰틸리튬 2.5M(2ml, 5mmol)를 첨가한 뒤 30분간 교반하였다. 1,2-비스(클로로디메틸실릴)에탄 538mg(2.5mmol)를 첨가하고 1시간 교반하였다. 실온으로 승온한 후 두시간 동안 교반 후 암모늄클로라이드 수용액을 첨가하고 5분간 교반하였다. 분별깔때기에서 에틸아세테이트로 추출 후 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화학식 1-1 2.1g(수율: 46%)을 얻었다. 도 2 는 화학식 1-1의 MS자료이다.
< 제조예 2> 화학식 1-2의 합성
1) 제조예 2-1: 중간체 화합물 C의 합성
Figure 112017035026682-pat00026
[화합물 C]
둥근 플라스크에 p-다이브로모벤젠 2.36g(10mmol)과 테트라하이드로퓨란 100mL를 넣어 교반하였다. p-다이브로모벤젠이 충분히 용해된 뒤 영하 78℃로 냉각하였다. 헥산 용액 중 N-뷰틸리튬 2.5M(4ml, 10mmol)를 첨가한 뒤 30분간 교반하였다. 1,2-비스(클로로디메틸실릴)에탄 1.08g(5mmol)를 첨가하고 1시간 동안 교반하였다. 실온으로 승온한 후 2시간 동안 교반 후 암모늄클로라이드 수용액을 첨가하고 5분간 교반하였다. 분별깔때기에서 에틸아세테이트로 추출 후 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화합물 C 1.1g(수율: 48%)을 얻었다. 도 3는 화합물 C의 MS 자료이다.
2) 제조예 2-2: 중간체 화합물 D의 합성
Figure 112017035026682-pat00027
[화합물 B] [화합물 D]
화합물 B 5g(10.9mmol), Bis(pinacolato)diboron 3.45g(13.6mmol), Pd(dppf)Cl2ㆍDCM 0.44g(0.54mmol) 및 아세트산칼륨 1.47g(15mmol)를 둥근 플라스크에 넣고 톨루엔을 150mL를 넣어 용해시킨 후 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각한 후 셀라이트 패드를 통과시키고 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화합물D 4.9g(수율: 89%)를 얻었다. 도 4는 화합물 D의 MS자료이다.
3) 제조예 2-3: 화학식 1-2의 합성
Figure 112017035026682-pat00028
[화합물 C] [화합물 D] [화학식 1-2]
화합물 C 2.74g(6mmol), 화합물 D 9.12g(18mmol), 테트라키스팔라듐 0.69g(0.06mmol) 탄산칼륨 4.98g(36mmol)를 둥근플라스크에 넣고 테트라하이드로퓨란을 90중량% 비율로 물에 섞은 용액 250mL를 넣어 용해시킨 후 80℃에서 2시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각한 후 셀라이트 패드를 통과시키고 분별깔때기에서 에틸아세테이트로 추출 후 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화학식 1-2를 4.4g (수율: 74%)얻었다. 도 5는 화학식 1-2의 MS 자료를 나타내고 있고, 상기 제조예 2-3에 의해 화학식 1-2가 생성되었다는 것을 나타낸다.
<제조예 3> 화학식 1-3의 합성
Figure 112017035026682-pat00029
[화합물 B] [화학식 1-3]
250mL 둥근플라스크에 화합물 B 4.59g(10mmol)과 테트라하이드로퓨란 100mL를 넣어 교반하였다. 화합물이 충분히 용해된 뒤 영하 78℃로 냉각하였다. 헥산 용액 중 N-뷰틸리튬 2.5M(4ml, 10mmol)를 첨가한 뒤 30분간 교반하였다. 디클로로(데실)(메틸)실란 1.28g(5mmol)를 첨가하고 1시간 교반하였다. 실온으로 승온한 후 두시간 동안 교반 후 암모늄클로라이드 수용액을 첨가하고 5분간 교반한다. 분별깔때기에서 에틸아세테이트로 추출 후 회전증발기로 용매를 제거하였다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 화학식 1-3 6.2g(수율: 66%)을 얻었다. 도 6은 화학식 1-3의 MS자료를 나타내고 있고, 상기 제조예 3에 의해 화학식 1-3이 생성되었다는 것을 나타낸다.
<실험예 1: 유기 발광 소자의 제조>
ITO(indium tin oxide)가 50 nm의 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 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산의 용액)을 이용하여 스핀 코팅에 의해 50 nm의 두께로 성막하고, 핫 플레이트 상에서 200 ℃에서 10분간 건조시켜 정공 주입층을 형성하였다.
상기 정공 주입층 위에 폴리(N-비닐카바졸) 용액(PVK)을 스핀 코팅 방식에 의해 20nm 두께로 성막하고, 핫 플레이트 상에서 180 ℃에서 60분간 건조시켜 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로, 상기 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1의 화합물(3.0 중량%) 및 하기 [Dp-1](10.0 중량%)을 포함하는 용액을 스핀 코팅 방식에 의해 20nm 두께로 성막하여 발광층을 형성하였다.
[Dp-1]
Figure 112017035026682-pat00030
이것을 질소 가스 분위기하 130 ℃에서 10분간 건조시킨 후, 리튬플로라이드(LiF)를 약 1 nm의 막 두께로 증착하고, 마지막으로 알루미늄을 100 nm의 막두께로 증착하여 음극을 형성하였다.
상기 과정에서 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 2>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신에 화학식 1-2의 화합물을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유리 발광 소자를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 화학식 1-1의 화합물 대신에 화학식 1-3의 화합물을 사용한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기 실험예 1 및 2, 비교예 1에서 각각의 화합물을 발광층으로 사용하여 제조한 소자결과를 표 1에 나타내었다.
호스트 파장 전력 효율(Cd/A) 외부양자효율(%) 구동 전압(V)
실험예 1 화학식 1-1 431nm 4.4 4.2 7.7
실험예 2 화학식 1-2 422nm 4.2 4.1 8.1
비교예 1 화학식 1-3 432nm 2.9 2.7 11.3
상기 표 1에서와 같이 본 발명의 화합물이 유기 발광 소자의 유기물층, 특히 발광층에 포함될 때, 비교예 1에 비해 효율이 우수하고 구동 전압이 낮은 특성을 갖는다는 결과를 확인할 수 있었다.
101: 기판
201: 애노드
301: 정공주입층
401: 정공수송층
501: 발광층
601: 전자수송층
701: 캐소드

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112019119390805-pat00051

    상기 화학식 1에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 실릴기; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로 고리기이며,
    Ar3 및 Ar4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 아릴렌기; 또는 2가의 헤테로 고리기이고,
    a 및 b는 각각 1 내지 9의 정수이고,
    c 및 d는 각각 1 내지 3의 정수이며,
    e 및 f는 각각 1 또는 2의 정수이며,
    상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택되고,
    Figure 112019119390805-pat00052

    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 알킬기; 알케닐기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로 고리기이거나, R1 및 R2 또는 R3 및 R4가 서로 결합하여 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고,
    R6 내지 R9 및 R11 내지 R18은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 알킬기; 알케닐기; 시클로알킬기; 아릴기; 또는 헤테로 고리기이고,
    R5, R19 및 R20은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬렌기; 시클로알킬렌기; 아릴렌기; 또는 2가의 헤테로 고리기이고,
    R21은 알킬렌기; 시클로알킬렌기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 2가의 헤테로 고리기이고,
    R10은 시클로알킬렌기; 또는 아릴렌기이며,
    R22는 직접결합; 알킬렌기; 시클로알킬렌기; 아릴렌기; 또는 2가의 헤테로 고리기이고,
    m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
    L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 알킬렌기; 아릴렌기; 또는 2가의 헤테로 고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112019119390805-pat00033

    상기 화학식 2에 있어서, Ar3, Ar4, c 내지 f, L1 내지 L3는 각각 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    Ar5 내지 Ar8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 실릴기; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로 고리기이며,
    Ar9 및 Ar10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 실릴기; 알킬기; 아릴기; 또는 헤테로 고리기이며,
    g 내지 j는 각각 0 내지 4의 정수이다.
  3. 청구항 1에 있어서, Ar3 및 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 탄소수 6 내지 30의 헤테로 고리기인 것인 화합물.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 Ar9 및 Ar10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 실릴기; 탄소수 2 내지 10의 알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 6 내지 60의 헤테로 고리기인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, L2 및 L3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기인 것인 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    Figure 112019119390805-pat00053

    Figure 112019119390805-pat00054

    Figure 112019119390805-pat00055

    Figure 112019119390805-pat00056

    Figure 112019119390805-pat00057

    Figure 112019119390805-pat00058

    Figure 112019119390805-pat00059

    Figure 112019119390805-pat00060

    Figure 112019119390805-pat00061

    Figure 112019119390805-pat00062

    Figure 112019119390805-pat00063
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 코팅 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 발광 도펀트를 더 포함하는 코팅 조성물.
  9. 캐소드;
    애노드; 및
    상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 7의 코팅 조성물의 건조물 또는 경화물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 이 발광층이 상기 코팅 조성물의 건조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계;
    상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 청구항 7의 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 형성하는 단계는
    상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계
    를 포함하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
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