KR102408822B1 - 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자 - Google Patents

모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102408822B1
KR102408822B1 KR1020150096715A KR20150096715A KR102408822B1 KR 102408822 B1 KR102408822 B1 KR 102408822B1 KR 1020150096715 A KR1020150096715 A KR 1020150096715A KR 20150096715 A KR20150096715 A KR 20150096715A KR 102408822 B1 KR102408822 B1 KR 102408822B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
light emitting
substituted
organic
Prior art date
Application number
KR1020150096715A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160064948A (ko
Inventor
마사츠구 우에노
나오야 사카모토
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014239931A external-priority patent/JP6580321B2/ja
Priority claimed from JP2014239947A external-priority patent/JP2016102073A/ja
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Publication of KR20160064948A publication Critical patent/KR20160064948A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102408822B1 publication Critical patent/KR102408822B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/76—Dibenzothiophenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
    • C07F7/0816—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring said ring comprising Si as a ring atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H01L51/50—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

하기의 화학식 1로 표시되는 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공하여, 구동 전압을 낮추고 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015065860140-pat00029

Description

모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자{MONOAMINE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCECE DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자에 관한 것이다.
최근, 유기 일렉트로루미네센스(Organic Electroluminescence: 유기 EL) 표시 장치의 개발이 진행되고 있다. 여기서, 유기 EL 표시 장치에 사용되는 자발광형의 발광 소자인 유기 EL 소자(Organic Electroluminescence Device)의 개발도 활발하게 행해지고 있다.
유기 EL 소자의 구조로서는 예를 들어, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 음극을 순서대로 적층한 적층 구조가 알려져 있다. 이와 같은 유기 EL 소자로는 먼저, 양극 및 음극으로부터 주입된 정공 및 전자가 발광층 중에 있어서 재결합함으로써, 여기자를 생성하고, 이어서, 생성된 여기자가 기저 상태로 천이함으로써, 발광이 행해진다.
여기서, 유기 EL 소자의 발광 효율 및 발광 수명을 향상시키기 때문에, 각 층의 재료로서, 여러 가지 화합물이 검토되고 있다. 예를 들어, 정공 수송 재료 또는 정공 주입 재료로서, 방향족 아민 유도체 등이 검토되고 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1 내지 3에는, 카르바졸릴(carbazolyl)기를 갖는 아민(amine) 유도체가 유기 EL 소자의 정공 수송 재료 또는 정공 주입 재료로서 사용 가능하다는 취지가 개시되어 있다.
US 2007-0231503 A WO 2012-091471 A WO 2010-110553 A
그러나, 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 아민 유도체를 사용한 유기 EL 소자는 구동 전압이 높고, 또한 발광 효율이 낮다는 문제점이 있었다. 그러므로, 유기 EL 소자의 구동 전압을 낮추고, 발광 효율을 향상시키는 것이 가능한 재료 화합물이 요구되고 있다.
여기서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 또한 발광 효율을 향상시키는 것이 가능한, 신규한 모노아민(monoamine) 유도체 및 그 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 소정의 관점에 의하면, 하기 화학식 1 표시되는 모노아민 유도체가 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112015065860140-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴(aryl)기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴(heteroaryl)기이고,
Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐(halogen) 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬(alkyl)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 혹은 헤테로아릴기이고,
n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
L1은 단결합, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴렌(arylene)기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 15 이하의 헤테로아릴렌(heteroarylene)기이다.
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 제1 모노아민 유도체 또는 제2 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 Ar1 및 상기 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 12 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 제1 모노아민 유도체 또는 제2 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 낮게 하고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 Ar1 및 상기 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐(biphenyl)기 또는 터페닐(terphenyl)기일 수 있다.
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 제1 모노아민 유도체 또는 제2 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 낮게 하고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 Ar3 내지 상기 Ar5는 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 내지 5 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기일 수 있다.
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 화학식 1의 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 저하시키고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 Ar3 및 상기 Ar4는 서로 독립적으로, 메틸(methyl)기, 또는 페닐(phenyl)기일 수 있다.
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 저하시키고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 L1은 단결합, 페닐렌(phenylene)기, 또는 비페닐렌(biphenylene)기일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 모노아민 유도체는 하기 화학식 2에 표시된 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112015065860140-pat00002
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 저하시키고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 3으로 표시되는 모노아민 유도체가 제공된다.
[화학식 3]
Figure 112015065860140-pat00003
상기 화학식 3에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기이고,
Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 혹은 헤테로아릴기이고,
n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
L1은 단결합, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 15 이하의 헤테로아릴렌기이다.
상기 Ar1 및 상기 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 12 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
상기 Ar1 및 상기 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐기 또는 터페닐기일 수 있다.
상기 Ar3 내지 상기 Ar5는 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다.
상기 Ar3 및 상기 Ar4는 서로 독립적으로, 메틸기 또는 페닐기일 수 있다.
상기 L1은 단결합, 페닐렌기 또는 비페닐렌기일 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 상기 모노아민 유도체는 하기 화학식 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112015065860140-pat00004
이 관점에 의하면, 이와 같은 일 실시예의 모노아민 유도체를 사용함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 더 저하시키고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시예로 양극; 상기 양극 상에 배치된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 배치된 발광층; 을 포함하고, 상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층 및 상기 발광층 중 적어도 하나는 상술한 상기의 일 실시예의 모노아민 유도체를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자를 제공한다.
이 관점에 의하면, 구동 전압이 저하되고, 발광 효율이 향상된 유기 EL 소자가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구동 전압이 저하하고, 또한 발광 효율이 향상한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 소자의 일 실시예를 나타내는 모식도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써, 중복 설명을 생략한다.
<1-1. 화학식 1로 표시되는 모노아민 유도체(이하, 화학식 1로 표시되는 모노아민 유도체를 제1 모노아민 유도체로 설명한다)>
먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체에 대해서 설명한다. 일 실시예의 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 정공 수송 재료 및 정공 주입 재료로서 적절하게 사용하는 것이 가능한 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물이다.
[화학식 1]
Figure 112015065860140-pat00005
상기 화학식 1에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기이고,
Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
L1은 단결합, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 15 이하의 헤테로아릴렌기이다.
또한, 상기 화학식 1에 있어서, Ar1 내지 Ar5에 포함되는 치환기는 모든 구조 중에 아미노(amino)기를 갖지 않는다. 즉, 화학식 1로 표시되는 화합물은 구조식 중에 아미노기를 하나만을 갖는 모노아민 유도체이다.
일반적으로, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 디벤조실롤릴(dibenzosilolyl)기를 삽입하여, 양측에 아릴아미노(arylamino)기가 연결된 것 같은 디아민(diamine) 유도체에 비하여, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위가 깊어진다(즉, HOMO 준위의 에너지(energy)의 절대값이 커진다).
여기서, 디아민 유도체 등과 같은 HOMO 준위가 얕은(즉, HOMO 준위의 에너지의 절대값이 작은) 화합물을 정공 수송층에 사용한 경우, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽이 커지는 경우가 많기 때문에, 발광층으로 수송되는 정공의 양이 감소하고, 유기 EL 소자의 발광 효율이 저하될 수 있다. 특히, 청색 발광 재료의 대부분은 HOMO 준위가 깊기 때문에, 발광층에 청색 발광 재료를 사용하고, 정공 수송층에 HOMO 준위가 얕은 화합물을 사용하는 경우에는 발광층의 청색 발광 재료와의 HOMO 준위의 갭(gap)이 커지고, 발광 효율이 저하하는 경우가 많았다.
본 실시 형태에 따른 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 이와 동일한 구조를 포함하는 디아민 유도체보다도 HOMO 준위가 깊기 때문에, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽을 작게 할 수 있다. 그러므로 본 실시 형태에 따른 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체에 의하면, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 모노아민 유도체는 발광층이 청색 발광 재료 또는 녹색 발광 재료를 포함하는 경우에, 보다 적절하게 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 발광층과 양극 사이에 배치된 적어도 어느 하나 이상의 층에 포함될 수 있다. 구체적으로는, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 정공 수송층 또는 정공 주입층 중 어느 하나의 층에 포함될 수 있다.
단, 유기 EL 소자에 있어서, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체가 포함되는 층은 상기 예시에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 양극 및 음극에 삽입된 유기층 중 적어도 어느 하나의 층에 포함될 수 있고, 구체적으로는 발광층 중에 포함될 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 12 이하의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다. 또한, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐기 또는 터페닐기인 것이 보다 바람직하다.
Ar1 및 Ar2가 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서, Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기인 것이 바람직하다. 또한, Ar3 및 Ar4에 대하여는, 서로 독립적으로, 메틸기, 또는 페닐기인 것이 보다 바람직하다.
Ar3 또는 Ar5가 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서, L1은 단결합, 페닐렌기, 또는 비페닐렌기인 것이 바람직하다.
L1이 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서 아릴기 및 헤테로아릴기의 대표 예로서는, 페닐(phenyl)기, 비페닐(biphenyl)기, 터페닐(terphenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 안트릴(anthryl)기, 페난트레닐(phenanthrenyl)기, 플루오레닐(fluorenyl)기, 인데닐(indenyl)기, 피레닐(pyrenyl)기, 플루오란테닐(fluoranthenyl)기, 트리페닐레닐(triphenylenyl)기, 피라지닐(pyrazinyl)기, 피롤릴(pyrrolyl)기, 피리딜(pyridyl)기, 피리미딜(pyrimidyl)기, 피리다질(pyridazyl)기, 피라질(pyrazinyl)기, 퓨라닐(furanyl)기, 피라닐(pyranyl)기, 티에닐(thienyl)기, 퀴놀릴(quinolyl)기, 이소퀴놀릴(isoquinolyl)기, 벤조퓨라닐(benzofuranyl)기, 벤조티에닐(benzothienyl)기, 인돌릴(indolyl)기, 벤조옥사졸릴(benzoxazolyl)기, 벤조티아졸릴(benzothiazolyl)기, 퀴녹살릴(quinoxalyl)기, 벤조이미다졸릴(benzoimidazolyl)기, 피라졸릴(pyrazolyl)기, 테트라졸릴(tetrazolyl)기, 이미다졸릴(imidazolyl)기, 옥사졸릴(oxazolyl)기, 이소옥사졸릴(isoxazolyl)기, 티아졸릴(thiazolyl)기, 이소티아졸릴(isothiazolyl)기, 카르바졸릴(carbazolyl)기, 디벤조퓨라닐(dibenzofuranyl)기, 및 디벤조티에닐(dibenzothienyl)기 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서 알킬기의 대표 예로서는 메틸(methyl)기, 에틸(ethyl)기, 프로필(propyl)기, 부틸(butyl)기, 옥틸(octyl)기, 데실(decyl)기, 펜타데실(pentadecyl)기 등의 직쇄 형상 알킬기, 및 t-부틸기 등의 분기 형상 알킬기 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서 할로겐 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 및 요오드 원자 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 1에 있어서 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기의 대표 예로서는, 상술한 아릴기 및 헤테로아릴기로부터, 1 개의 수소 원자를 더 제거함으로써, 생성되는 2 가기를 들 수 있다.
여기서, 상술한 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체의 구체적인 예를 하기의 화학식 2에 표시된 화합물 1 내지 화합물 20으로 나타낼 수 있다. 단, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체의 실시예가 이하의 구조식들로 표시되는 화합물에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 2]
Figure 112015065860140-pat00006
이상 설명한 바와 같이, 일 실시예의 제1 모노아민 유도체는 정공 수송 재료 및 정공 주입 재료로서 적절하게 사용될 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체는 HOMO 준위가 깊고, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽을 작게 할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서, 일 실시예의 제1 모노아민 유도체에 대해서 상세하게 설명하였다.
<1-2. 화학식 1로 표시되는 모노아민 유도체(이하 제1 모노아민 유도체로 설명한다)를 포함하는 일 실시예의 유기 EL 소자>
이어서, 도 1을 참조하면서, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체를 포함하는 일 실시예의 유기 EL 소자에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 일 실시예를 나타내는 모식도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유기 EL 소자(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 제 1 전극(120), 제 1 전극(120) 상에 배치된 정공 주입층(130), 정공 주입층(130) 상에 배치된 정공 수송층(140), 정공 수송층(140) 상에 배치된 발광층(150), 발광층(150) 상에 배치된 전자 수송층(160), 전자 수송층(160) 상에 배치된 전자 주입층(170), 및 전자 주입층(170) 상에 배치된 제 2 전극(180)을 포함한다.
예를 들어, 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체는 제 1 전극(120)과 발광층(150) 사이에 배치된 정공 주입층(130) 및 정공 수송층(140) 중 적어도 어느 하나의 층에 포함될 수 있다. 또한, 일 실시예의 제1 모노아민 유도체는 발광층(150)에 포함될 수 있다.
기판(110)은 일반적인 유기 EL 소자로 사용되는 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 글래스(glass) 기판, 반도체 기판, 또는, 투명한 플라스틱(plastic) 기판 등일 수 있다.
기판(110) 상에는 제 1 전극(120)이 형성된다. 제 1 전극(120)은 예를 들어, 양극이고, 금속, 합금, 또는 도전성 화합물 등의 중 일 함수가 큰 것에 의해 투과형 전극으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(120)은 투명성 및 도전성이 우수한 산화인듐주석(In2O3-SnO2:ITO), 산화인듐아연(In2O3-ZnO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 전극(120)은 상기 투명 도전막과, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 등을 적층한 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
제 1 전극(120) 상에는 정공 주입층(130)이 형성된다. 정공 주입층(130)은 제 1 전극(120)으로부터의 정공의 주입을 용이하게 하는 기능을 구비한 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 150 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다.
정공 주입층(130)은 일 실시예의 제1 모노아민 유도체를 포함하여 형성될 수 있고, 또한, 공지의 정공 주입 재료로 형성될 수도 있다. 정공 주입층(130)을 형성하는 공지의 정공 주입 재료로서는 예를 들어, 트리페닐아민 함유폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-이소프로필-4´-메틸디페닐요오드늄테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산염(PPBI), N, N´-디페닐-N, N´-비스-[4-(페닐-m-톨릴-아미노)-페닐]-비페닐-4, 4´-디아민(DNTPD), 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 4, 4´, 4˝-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), N, N´-디(1-나프틸)-N, N´-디페닐벤지딘(NPB), 4, 4´, 4˝-트리스{N, N디아미노}트리페닐아민(TDATA), 4, 4´, 4˝-트리스(N, N-2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민(2-TNATA), 폴리아닐린/도데실(dodecyl)벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트(sulfonate))(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캠퍼(camphor)설폰산(Pani/CSA), 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌설포네이트(sulfonate))(PANI/PSS) 등을 예로서 들 수 있다.
정공 주입층(130) 상에는 정공 수송층(140)이 형성된다. 정공 수송층(140)은 정공을 수송하는 기능을 구비한 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 150 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 정공 수송층(140)은 복수의 층으로 형성될 수 있다.
여기서, 정공 수송층(140)은 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체가 다른 층(예를 들어, 정공 주입층(130) 또는 발광층(150) 등)에 포함되는 경우, 정공 수송층(140)은 공지의 정공 수송 재료로 형성될 수 있다. 공지의 정공 수송 재료로서는, 예를 들어, 1, 1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산(TAPC), N-페닐카르바졸(N-phenyl carbazole), 폴리비닐카르바졸(polyvinyl carbazole) 등의 카르바졸 유도체, N, N´-비스(3-메틸페닐)-N, N´-디페닐-[1, 1-비페닐]-4, 4´-디아민(TPD), 4, 4´, 4˝-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민(TCTA), N, N´-디(1-나프틸)-N, N´-디페닐벤지딘(NPB) 등을 예로서 들 수 있다.
정공 수송층(140) 상에는 발광층(150)이 형성된다. 발광층(150)은 형광, 인광 등에 의해 광을 발하는 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 60 nm 이하의 두께로 형성된다. 발광층(150)의 발광 재료로서는 공지의 발광 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 공지의 발광 재료인 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 스티릴(styryl) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 스티릴 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 발광층(150)의 재료로서, 이하의 화학식 5로 나타내어지는 안트라센 유도체를 사용할 수도 있다.
[화학식 5]
Figure 112015065860140-pat00007
상기 화학식 5에 있어서,
Ar6은 서로 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 50 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 3 이상 50 이하의 시클로알킬기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 50 이하의 알콕시(alkoxy)기, 치환 또는 무치환의 탄소수 7 이상 50 이하의 아랄킬(aralkyl)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴옥시(aryloxy)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴티오(arylthio)기, 치환 또는 무치환의 탄소수 2 이상 50 이하의 알콕시카르보닐(alkoxycarbonyl)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 치환 또는 무치환의 실릴(silyl)기, 카르복실(carboxyl)기, 할로겐(halgen) 원자, 시아노(cyano)기, 니트로(nitro)기, 또는 하이드록실(hydroxyl)기이고,
p는 1 이상 10 이하의 정수이다.
구체적으로 Ar6은 서로 독립적으로 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 페닐나프프틸기, 나프틸페닐기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 아세트나프테닐기, 플루오란테닐, 트리페닐레닐기, 피리딜기, 퓨라닐기, 피라닐기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조퓨라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴(quinoxalyl)기, 벤조옥사졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조퓨라닐기, 및 디벤조티에닐기 등일 수 있다. 또한, 바람직하게는, Ar6은 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 플루오레닐기, 카르바졸릴기, 디벤조퓨라닐기 등 일 수도 있다.
상기의 화학식 5로 표시되는 화합물은 예를 들어, 이하의 화학식 6의 구조식에 의해 표시되는 화합물 a-1 내지 a-12일 수 있다. 단, 화학식 3으로 표시되는 화합물이 이하의 화합물 a-1 내지 a-12에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 6]
Figure 112015065860140-pat00008
또한, 발광층(150)에는, 스티릴 유도체로서, 예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4´-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi) 등이 사용될 수 있다. 또한, 발광층(150)에는 페릴렌 유도체로서, 예를 들어, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene(TBPe) 등이 사용될 수 있고, 피렌 유도체로서, 예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-bis(N,N-diphenylamino)pyrene 등이 사용될 수 있다. 단, 본 발명은 상기의 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.
발광층(150) 상에는, 전자 수송층(160)이 형성된다. 전자 수송층(160)은 전자를 수송하는 기능을 구비한 층이고, 예를 들어, 15 nm 이상 50 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다.
전자 수송층(160)은 공지의 전자 수송 재료로 형성될 수 있다. 공지의 전자 수송 재료로서는 예를 들어, tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium(Alq3), 또는 함질소 방향 고리를 갖는 전자 수송 재료를 들 수 있다. 함질소 방향 고리를 갖는 재료의 구체예로서는, 예를 들어, 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene과 같은 피리딘(pyridine) 고리를 포함하는 재료, 2,4,6-tris(3´-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine과 같은 트리아진(triazine) 고리를 포함하는 재료, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene과 같은 이미다졸(imidazole) 유도체를 포함하는 재료 등을 들 수 있다.
전자 수송층(160) 상에는 전자 주입층(170)이 형성된다. 전자 주입층(170)은 제 2 전극(180)으로부터의 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 구비한 층이고, 0.3 nm 이상 9 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 전자 주입층(170)은 전자 주입층(170)을 형성하는 재료로서 공지의 재료이면, 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 주입층(170)은 리튬8-퀴놀리나토(Liq), 불화리튬(LiF) 등의 Li 착체, 염화나트륨(NaCl), 불화세슘(CsF), 산화리튬(Li2O), 산화바륨(BaO) 등을 사용하여 형성될 수 있다.
전자 주입층(170) 상에는 제 2 전극(180)이 형성된다. 제 2 전극(180)은 예를 들어, 음극이고, 금속, 합금, 또는 도전성 화합물 등 중 일 함수가 작은 것으로 반사형 전극으로서 형성될 수 있다. 제 2 전극(180)은 예를 들어, 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등의 금속, 알루미늄-리튬(Al-Li), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등의 금속의 혼합물로 형성될 수도 있다. 또한, 제2 전극(180)은 상기 금속 재료의 20 nm 이하의 박막이나, 산화인듐주석, 산화인듐아연 등의 투명 도전성 막에 의해 투과형 전극으로서 형성될 수 있다.
또한, 상술한 각 층은 진공 증착법, 스퍼터(sputter)법, 각종 도포법 등 재료에 따른 공지의 적절한 성막 방법을 선택함으로써, 형성될 수 있다. 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(180)의 사이에 배치된 각 유기층은 예를 들어, 진공 증착법, 각 종 도포법 등으로 형성할 수 있다. 또한, 제1 전극(120) 및 제2 전극(180) 등의 각 금속 층은 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터법 등으로 형성할 수 있다.
이상, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자(100)의 일 예에 대해서 설명하였다. 일 실시예의 제1 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자(100)에서는, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 발광 소자(100)의 구성은 상기 예시에 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자(100)는 공지의 다른 여러 가지 유기 EL 소자의 구성으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 유기 EL 소자(100)는 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 수송층(160) 및 전자 주입층(170) 중 1 층 이상을 구비하지 않을 수도 있고, 또한, 다른 층을 더 포함할 수도 있다. 또한, 유기 EL 소자(100)의 각 층은 단층으로 형성될 수도 있고, 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
또한, 유기 발광 소자(100)는 3중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층(160)으로 확산하는 것을 방지하기 위해, 정공 수송층(140)과 발광층(150) 사이에 정공 저지층을 구비할 수도 있다. 또한, 정공 저지층은 예를 들어, 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 또는 페난트롤린(phenanthroline) 유도체 등에 의해 형성된다.
<1-3. 실시예>
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체, 및 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 모노아민 유도체를 포함하는 일 실시예의 유기 EL 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 어디까지나 일 예로서, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체 및 유기 EL 소자가 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[1-3-1. 화학식 1로 표시되는 제1 모노아민 유도체의 합성]
먼저, 화학식 1로 표시되는 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체의 합성 방법에 대해서, 상기의 화학식 2에 표시된 화합물 1, 3, 6의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 합성법은 어디까지나 일 예로서, 본 실시형태에 따른 모노아민 유도체의 합성 방법이 하기의 실시예에 한정되지 않는다.
(화학식 2에 표시된 화합물 1의 합성)
이하의 반응식 1에 의해, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체인 화합물 1을 합성하였다.
[화학식 7]
Figure 112015065860140-pat00009
반응 용기에, 화합물 A(1.52g, 2.90mmol), 화합물 B(1.00g, 2.42mmol), 톨루엔(toluene)(25 mL), 에탄올(ethanol)(12 mL), 2M 탄산나트륨 수용액(Na2CO3)(6 mL) 더하고, 용기 내 분위기를 아르곤(Ar)으로 치환하였다. 이어서, 혼합 용액에 Pd(PPh3)4(0.08g, 0.07mmol) 를 더하고, 가열 환류 하에서 1.5 시간 교반 하였다.
냉각 후, 분액 깔대기로 유기층을 추출하고, 추출한 유기층을 무수황산마그네슘(MgSO4)으로 건조한 후, 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터(rotary evaporator)로 농축함으로써, 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography)(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 톨루엔/헥산(toluene/hexane)으로 재결정하여, 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 1을 얻었다(1.68g, 수율 95%).
또한, 얻어진 화합물 1에 대해, FAB-MS(Fast Atom Bombardment-Mass Spectrometry)를 이용하여 분자량을 측정하였으며, C54H39NSi, 측정값 729.29을 얻었다.
(화학식 2에 표시된 화합물 3의 합성)
이어서, 이하의 반응식 2에 의해, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체인 화합물 3을 합성하였다.
[화학식 8]
Figure 112015065860140-pat00010
아르곤 분위기하에서, 반응 용기에, 화합물 C(1.50g, 4.67mmol), 화합물 B(2.32g, 5.60mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(bis(dibenzylideneacetone)palladium(0))(0.13g, 0.23mmol), 및 나트륨tert-부톡시드(sodium tert-butoxide)(0.90g, 9.33mmol)를 더하였다. 이어서, 혼합 용액에, 탈수 톨루엔(47 mL) 및 트리-tert-부틸포스핀(tri-tert-butylphosphine) 1.5M 톨루엔 용액(0.62 mL, 0.93mmol) 을 더하고, 100에서 1 시간 가열 교반 하였다.
공냉 후, 물을 가하여 유기층을 세정하고, 유기층을 분리하였다. 분리한 유기층은 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터로 농축함으로써, 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 또한 톨루엔/헥산으로 재결정하여, 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 3을 얻었다(2.84g, 수율 93%).
또한, 얻어진 화합물 3에 대해, FAB-MS를 이용하여 분자량 측정을 시행하였으며, C48H35NSi, 측정값 653.25을 얻었다.
(화학식 2에 표시된 화합물 6의 합성)
이어서, 이하의 반응식 3에 의해, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체인 화합물 6을 합성하였다.
[화학식 9]
Figure 112015065860140-pat00011
아르곤 분위기하에서, 반응 용기에, 화합물 D(1.80g, 5.15mmol), 화합물 B(2.56g, 6.18mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(0.15g, 0.26mmol), 및 나트륨tert-부톡시드(0.99g, 10.30mmol)를 더하였다. 이어서, 혼합 용액에, 탈수 톨루엔(52 mL) 및 트리-tert-부틸포스핀 1.5M 톨루엔 용액(0.69 mL, 1.03mmol)를 더하고, 100에서 1 시간 가열 교반 하였다.
공냉 후, 물을 가하여 유기층을 세정하고, 유기층을 분리하였다. 분리한 유기층은 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터로 농축함으로써, 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 또한 톨루엔/헥산으로 재결정하여 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 6을 얻었다(3.09g, 수율 88%).
또한, 얻어진 화합물 6에 대해, FAB-MS를 이용하여 분자량 측정을 시행하였으며, C48H31NO2Si, 측정값 681.21이 얻어졌다.
[1-3-2. 유기 EL 소자의 제작]
이어서, 진공 증착법을 사용하여, 이하의 수순으로 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 모노아민 유도체를 포함하는 일 실시예의 청색 발광의 유기 EL 소자를 제작하였다.
(실시예 1-1)
먼저, 미리 패터닝(patterning)한 후, 세정 처리를 실시한 ITO-유리 기판에 자외선 및 오존(O3)에 의한 표면 처리를 행하였다. 또한, ITO-글래스 기판에 있어서 ITO 막(제 1 전극)의 막 두께는 150 nm이었다. 표면 처리가 완료된 기판을 유기층 성막용 글래스 벨 자(glass bell jar)형 증착기에 투입하고, 10-4~10-5Pa의 진공도로, 정공 주입층, 정공 수송층(HTL), 발광층, 및 전자 수송층을 순서대로 증착 하였다.
정공 주입층은 4,4´, 4˝-트리스(N,N-2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민(2-TNATA)으로 막 두께 60 nm로 형성하였다. 정공 수송층은 상기에서 합성한 화합물 1로 막 두께 30 nm로 형성하였다. 또한, 발광층은 발광 재료의 호스트(host) 재료로서 9,10-디(2-나프틸)안트라센(ADN)을 사용하고, 도펀트(dopant) 재료로서, 2,5,8,11-테트라-t-부틸페릴렌(TBP)을 사용하여 막 두께 25 nm로 형성하였다. 또한, 도펀트 재료의 도프(dope) 량은 호스트 재료의 총 질량에 대해 3 질량%로 하였다. 또한, 전자 수송층은 Alq3로 막 두께 25 nm로 형성하였다.
이어서, 금속 성막용 글래스 벨 자형 증착기로 기판을 옮기고, 10-4~10-5Pa의 진공도로, 전자 주입층, 및 제 2 전극을 증착하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 전자 주입층은 LiF으로 막 두께 1 nm로 형성하였다. 또한, 제 2 전극은 알루미늄(Al)으로 막 두께 100 nm로 형성하였다.
(실시예 1-2)
정공 수송층(HTL)을 화학식 2에 표시된 화합물 3으로 형성한 이외에는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
(실시예 1-3)
정공 수송층(HTL)을 화학식 2에 표시된 화합물 6으로 형성한 이외에는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
(비교예 1-1)
정공 수송층(HTL)을 하기의 화합물 c1으로 형성한 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c1은 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체와는 다르고, 화합물 1과 비교하여 디벤조실롤(dibenzosilole) 고리를 형성하는 공유 결합이 하나 절단된 구조를 갖는 화합물이다.
(비교예 1-2)
정공 수송층(HTL)을 하기의 화합물 c2로 형성한 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c2는 정공 수송 재료로서 일반적으로 사용되고 있는 대표적인 아릴아민 화합물이다.
(비교예 1-3)
정공 수송층(HTL)을 하기의 화합물 c3으로 형성한 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c3는 화합물 c1과 비교하여, 카르바졸릴기를 더 갖는 화합물이다.
[화학식 10]
Figure 112015065860140-pat00012
(화합물 c1) (화합물 c2) (화합물 c3)
[1-3-3. 평가 결과]
제작한 실시예 1-1 내지 1-3, 비교예 1-1 내지 1-3에 따른 유기 EL 소자의 평가 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 제작한 유기 EL 소자의 발광 특성의 평가에는 하마마츠 포토닉스(HAMAMATSU Photonics)사 제 C9920-11 휘도 배향 특성 측정 장치를 사용하였다. 또한, 하기의 표 1의 결과는 전류 밀도 10 mA/cm2에서 측정하였다.
HTL 구동 전압[V] 발광 효율[cd/A]
실시예 1-1 화합물 1 6.0 8.0
실시예 1-2 화합물 3 6.3 7.3
실시예 1-3 화합물 6 6.1 7.5
비교예 1-1 화합물 c1 7.2 6.5
비교예 1-2 화합물 c2 7.5 5.2
비교예 1-3 화합물 c3 6.7 6.9
표 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체에서 정공 수송층(HTL)을 형성한 실시예 1-1 내지 1-3은 비교예 1-1 내지 1-3과 비교하여, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상된 것을 알 수 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 제1 모노아민 유도체로 HTL을 형성한 실시예 1-1 내지 1-3은 디벤조실롤 고리를 형성하는 공유 결합의 하나가 절단된 화합물 c1 또는 c3으로 HTL을 형성한 비교예 1-1 및 비교예 1-3에 대해, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1-1 내지 1-3은 화합물 c1에 대해 카르바졸릴기를 더 갖는 화합물 c3으로 HTL를 형성한 비교예 1-3에 대해서도, 구동 전압이 낮고, 발광 효율이 향상하였다. 그러므로 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 카르바졸릴기가 아니라, 디벤조실롤릴기를 가짐으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시키고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체로 HTL를 형성한 실시예 1-1 내지 1-3은 대표적인 아릴아민 화합물인 화합물 c2로 HTL을 형성한 비교예 1-2와 비교하여 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상된 것을 알 수 있다.
예를 들어, 비교예 1-2에서 사용한 화합물 c2와 같은 일반적인 아릴아민 화합물은 정공 수송 능력은 높을지라도, HOMO 준위가 얕고, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽이 크다. 또한, 비교예 1-1 및 비교예 1-3에서 사용한 화합물 c1 및 c3과 같은 테트라페닐실릴 골격을 갖는 모노아민 유도체는 HOMO 준위가 깊을지라도, 정공 수송 능력이 낮았다. 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 디벤조실롤릴기를 가짐으로써, 높은 정공 수송 능력과, 깊은 HOMO 준위를 함께 가질 수 있기 때문에, 효율이 좋고, 발광층에서 정공과 전자를 재결합시킬 수 있다.
이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 상술한 화학식 1로 표시되는 구조를 갖기 때문에, 그 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 유기 EL 소자용 재료로서 적절하게 사용할 수 있고, 특히, 정공 수송 재료 또는 정공 주입 재료로서 보다 적절하게 사용될 수 있다.
<2-1. 화학식 3으로 표시되는 모노아민 유도체(이하 화학식 3으로 표시되는 모노아민 유도체를 제2 모노아민 유도체로 설명한다)>
하기의 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 정공 수송 재료 및 정공 주입 재료로서 적절하게 사용하는 것이 가능한 하기의 화학식 3으로 나타내는 화합물이다.
[화학식 3]
Figure 112015065860140-pat00013
상기 화학식 3에 있어서,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기이고,
Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
L1은 단결합, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 15 이하의 헤테로아릴렌기이다.
또한, 상기 화학식 3에 있어서, Ar1 내지 Ar5에 포함되는 치환기는 모든 구조 중에 아미노(amino)기를 갖지 않는다. 즉, 화학식 3으로 표시되는 화합물은 구조식 중에 아미노기를 하나만을 갖는 모노아민 유도체이다.
일반적으로, 화학식 3으로 표시된 제2 모노아민 유도체는 디벤조실롤릴(dibenzosilolyl)기를 삽입하여 양측에 아릴아미노(aryl amino)기가 연결한 것 같은 디아민(diamine) 유도체보다 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위가 깊어진다(즉, HOMO 준위의 에너지(energy)의 절대값이 커진다).
여기서, 디아민 유도체 등의 HOMO 준위가 얕은(즉, HOMO 준위의 에너지의 절대값이 작은) 화합물을 정공 수송층에 사용한 경우, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽이 커지는 경우가 많기 때문에, 발광층으로 수송되는 정공의 양이 감소하고, 유기 EL 소자의 발광 효율이 저하하는 경우가 많았다. 특히, 발광층에 청색 발광 재료를 사용하는 경우, 청색 발광 재료의 대부분은 HOMO 준위가 깊기 때문에, 정공 수송층에 HOMO 준위가 얕은 화합물을 사용함으로써, 발광층의 청색 발광 재료와의 HOMO 준위의 갭(gap)이 커지고, 발광 효율이 저하하는 경우가 많았다.
본 실시 형태에 따른 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체는 그 모노아민 유도체와 동일한 구조를 포함하는 디아민 유도체보다도 HOMO 준위가 깊기 때문에, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽을 작게 할 수 있다. 그러므로 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체에 의하면, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체는 발광층이 청색 발광 재료 또는 녹색 발광 재료를 포함하는 경우에, 보다 적절하게 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자에 있어서, 유기 EL 소자의 발광층과 양극 사이에 배치된 적어도 어느 하나 이상의 층에 포함될 수 있다. 구체적으로는, 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 정공 수송층 또는 정공 주입층에 포함될 수 있다.
단, 유기 EL 소자에 있어서, 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체가 포함되는 층은 상기 예시에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화학식 3 으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 양극 및 음극에 삽입된 유기층 중의 적어도 어느 하나의 층에 포함될 수 있고, 예를 들어 발광층 중에 포함될 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 18 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 12 이하의 헤테로아릴기인 것이 바람직하다. 또한, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐기 또는 터페닐기인 것이 보다 바람직하다.
Ar1 및 Ar2가 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서, Ar3 내지 Ar5는 서로 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기인 것이 바람직하다. 또한, Ar3 및 Ar4에 대하여는, 서로 독립적으로, 메틸기 또는 페닐기인 것이 보다 바람직하다.
Ar3 내지 Ar5가 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서, L1은 단결합, 페닐렌기, 또는 비페닐렌기인 것이 바람직하다.
L1이 상술한 바와 같은 치환기인 경우, 후술하는 실시예에서 나타내는 바와 같이, 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서 아릴기 및 헤테로아릴기의 대표 예로서는, 페닐(phenyl)기, 비페닐(biphenyl)기, 터페닐(terphenyl)기, 나프틸(naphthyl)기, 안트릴(anthryl)기, 페난트레닐(phenanthrenyl)기, 플루오레닐(fluorenyl)기, 인데닐(indenyl)기, 피레닐(pyrenyl)기, 플루오란테닐(fluoranthenyl)기, 트리페닐레닐(triphenylenyl)기, 피라지닐(pyrazinyl)기, 피롤릴(pyrrolyl)기, 피리딜(pyridyl)기, 피리미딜(pyrimidyl)기, 피리다질(pyridazyl)기, 피라질(pyrazinyl)기, 퓨라닐(furanyl)기, 피라닐(pyranyl)기, 티에닐(thienyl)기, 퀴놀릴(quinolyl)기, 이소퀴놀릴(isoquinolyl)기, 벤조퓨라닐(benzofuranyl)기, 벤조티에닐(benzothienyl)기, 인돌릴(indolyl)기, 벤조옥사졸릴(benzoxazolyl)기, 벤조티아졸릴(benzothiazolyl)기, 퀴녹살릴(quinoxalyl)기, 벤조이미다졸릴(benzoimidazolyl)기, 피라졸릴(pyrazolyl)기, 테트라 졸릴(tetrazolyl)기, 이미다졸릴(imidazolyl)기, 옥사졸릴(oxazolyl)기, 이소옥사졸릴(isoxazolyl)기, 티아졸릴(thiazolyl)기, 이소티아졸릴(isothiazolyl)기, 카르바졸릴(carbazolyl)기, 디벤조퓨라닐(dibenzofuranyl)기, 및 디벤조티에닐(dibenzothieny yl)기 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서 알킬기의 대표 예로서는 메틸(methyl)기, 에틸(ethyl)기, 프로필(propyl)기, 부틸(butyl)기, 옥틸(octyl)기, 데실(decyl)기, 펜타데실(pentadecyl)기 등의 직쇄 형상 알킬기, 및 t-부틸기 등의 분기 형상 알킬기 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서 할로겐 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 및 요오드 원자 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 화학식 3에 있어서 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기의 대표 예로서는, 상술한 아릴기 및 헤테로아릴기로부터, 1 개의 수소 원자를 더 제거함으로써, 생성되는 2 가기를 들 수 있다.
여기서, 상술한 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체의 구체적인 실시예를 하기의 화학식 4에 표시된 화합물 1 내지 화합물 20의 구조식으로 나타낼 수 있다. 단, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체의 실시예가 이하의 화합물에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 4]
Figure 112015065860140-pat00014
상술한 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체는 정공 수송 재료 및 정공 주입 재료로서 적절하게 사용될 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체는 HOMO 준위가 깊고, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽을 작게 할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서, 화학식 3으로 표시되는 일 실시예의 제2 모노아민 유도체에 대해서 상세하게 설명하였다.
<2-2. 화학식 3으로 표시되는 모노아민 유도체(이하, 제2 모노아민 유도체로 설명한다)를 포함하는 일 실시예의 유기 EL 소자>
이어서, 도 1을 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자에 대해서, 상세하게 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 일 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유기 EL 소자(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 제 1 전극(120), 제 1 전극(120) 상에 배치된 정공 주입층(130), 정공 주입층(130) 상에 배치된 정공 수송층(140), 정공 수송층(140) 상에 배치된 발광층(150), 발광층(150) 상에 배치된 전자 수송층(160), 전자 수송층(160) 상에 배치된 전자 주입층(170), 및 전자 주입층(170) 상에 배치된 제 2 전극(180)을 포함한다.
제2 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자는 상술한 제1 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자와 기판(110), 제1 전극(120), 전자 수송층(160), 전자 주입층(170) 및 제2 전극(180)의 구성이 동일한 바, 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 정공 주입층(130), 정공 수송층(140) 및 발광층(150)에 대하여 구체적으로 설명한다.
정공 주입층(130)은 제1 전극(120)상에 배치될 수 있다. 정공 주입층(130)은 제 1 전극(120)으로부터의 정공의 주입을 용이하게 하는 기능을 구비한 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 150 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다.
정공 주입층(130)은 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체로 형성될 수 있고, 또한, 공지의 정공 주입 재료로 형성될 수도 있다. 정공 주입층(130)을 형성하는 공지의 정공 주입 재료로서는 예를 들어, 트리페닐아민 함유폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-이소프로필-4´-메틸디페닐요오드늄테트라키스(펜타플루오로페닐)붕산염(PPBI), N, N´-디페닐-N, N´-비스-[4-(페닐-m-톨릴-아미노)-페닐]-비페닐-4, 4´-디아민(DNTPD), 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 4, 4´, 4˝-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), N, N´-디(1-나프틸)-N, N´-디페닐벤지딘(NPB), 4, 4´, 4˝-트리스{N, N디아미노}트리페닐아민(TDATA), 4, 4´, 4˝-트리스(N, N-2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민(2-TNATA), 폴리아닐린/도데실(dodecyl)벤젠설폰산(Pani/DBSA), 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트(sulfonate))(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/캠퍼(camphor)설폰산(Pani/CSA), 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌설포네이트(sulfonate))(PANI/PSS) 등을 예로서 들 수 있다.
정공 주입층(130) 상에는 정공 수송층(140)이 형성된다. 정공 수송층(140)은 정공을 수송하는 기능을 구비한 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 150 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 정공 수송층(140)은 복수의 층으로 형성될 수 있다.
여기서, 정공 수송층(140)은 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체가 다른 층(예를 들어, 정공 주입층(130) 또는 발광층(150) 등)에 포함되는 경우, 정공 수송층(140)은 공지의 정공 수송 재료로 형성될 수 있다. 공지의 정공 수송 재료로서는, 예를 들어, 1, 1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산(TAPC), N-페닐카르바졸(N-phenyl carbazole), 폴리비닐카르바졸(polyvinyl carbazole) 등의 카르바졸 유도체, N, N´-비스(3-메틸페닐)-N, N´-디페닐-[1, 1-비페닐]-4, 4´-디아민(TPD), 4, 4´, 4˝-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민(TCTA), N, N´-디(1-나프틸)-N, N´-디페닐벤지딘(NPB) 등을 예로서 들 수 있다.
정공 수송층(140)에는 발광층(150)이 형성된다. 발광층(150)은 형광, 인광 등에 의해 광을 발하는 층이고, 예를 들어, 10 nm 이상 60 nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 발광층(150)의 발광 재료로서는 공지의 발광 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 공지의 발광 재료인 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 스티릴(styryl) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 스티릴 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 발광층(150)의 발광재료로서, 이하의 화학식 5로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수도 있다.
[화학식 5]
Figure 112015065860140-pat00015
상기 화학식 5에 있어서,
Ar6은 서로 독립하여, 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 50 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 3 이상 50 이하의 시클로알킬기, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 50 이하의 알콕시(alkoxy)기, 치환 또는 무치환의 탄소수 7 이상 50 이하의 아랄킬(aralkyl)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴옥시(aryloxy)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴티오(arylthio)기, 치환 또는 무치환의 탄소수 2 이상 50 이하의 알콕시카르보닐(alkoxycarbonyl)기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 치환 또는 무치환의 실릴(silyl)기, 카르복실(carboxyl)기, 할로겐(halgen) 원자, 시아노(cyano)기, 니트로(nitro)기, 또는 하이드록실(hydroxyl)기이고,
p는 1 이상 10 이하의 정수이다.
구체적으로 Ar6은 서로 독립하여 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 아세트나프테닐기, 플루오란테닐, 트리페닐레닐기, 피리딜기, 퓨라닐기, 피라닐기, 티에닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조퓨라닐기, 벤조티에닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴(quinoxalyl)기, 벤조옥사졸릴기, 피라졸릴기, 디벤조퓨라닐기, 및 디벤조티에닐기 등을 열거할 수 있다. 또한, 바람직하게는, Ar6은 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 플루오레닐기, 카르바졸릴기, 디벤조퓨라닐기 등 일 수도 있다.
상기의 화학식 5로 표시되는 화합물은 예를 들어, 이하의 화학식 6의 구조식에 의해 나타내는 화합물 a-1 내지 a-12 일 수 있다. 단, 화학식 5로 표시되는 화합물이 이하의 화합물 a-1 내지 a-12에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 6]
Figure 112015065860140-pat00016
또한, 발광층(150)에는, 스티릴 유도체로서, 예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4´-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB),N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi) 등이 사용될 수 있다. 또한, 발광층(150)에는, 페릴렌 유도체로서, 예를 들어, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene(TBPe) 등이 사용될 수 있고, 피렌 유도체로서, 예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-bis(N,N-diphenylamino)pyrene 등이 사용될 수 있다. 단, 본 발명은 상기의 예시 화합물에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자(100)의 일 실시예에 대해서 설명하였다. 본 발명의 일 실시예의 제2 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자(100)에서는, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 발광 소자(100)의 구성은 상술한 예시에 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자(100)는 공지의 다른 여러 가지 유기 EL 소자의 구성으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 유기 EL 소자(100)는 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 전자 수송층(160) 및 전자 주입층(170) 중 1 층 이상을 구비하지 않을 수도 있고, 또한, 다른 층을 더 구비할 수도 있다. 또한, 유기 EL 소자(100)의 각 층은 단층으로 형성될 수도 있고, 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
또한, 유기 발광 소자(100)는 3중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층(160)으로 확산하는 현상을 방지하기 위해, 정공 수송층(140)과 발광층(150) 사이에 정공 저지층을 구비할 수도 있다. 또한, 정공 저지층은 예를 들어, 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 또는 페난트롤린(phenanthroline) 유도체 등에 의해 형성할 수 있다.
<2-3. 실시예>
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체, 및 일 실시예의 제2 모노아민 유도체를 포함하는 유기 EL 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 어디까지나 일 예로서, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체 및 유기 EL 소자가 하기의 예에 한정되지 않는다.
[2-3-1. 화학식 3으로 표시되는 제2 모노아민 유도체의 합성]
먼저, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체의 합성 방법에 대해서, 상기의 화학식 4에 표시된 화합물 1, 3, 17의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 합성법은 어디까지나 일 예로서, 본 발명의 실시형태에 따른 제2 모노아민 유도체의 합성법이 하기의 예에 한정되지 않는다.
(화학식 4의 화합물 1의 합성)
이하의 반응식 1에 의해, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체인 화합물 1을 합성하였다.
[화학식 11]
Figure 112015065860140-pat00017
반응 용기에, 화합물 A(1.52g, 2.90mmol), 화합물 B(1.00g, 2.42mmol), 톨루엔(toluene)(25 mL), 에탄올(ethanol)(12 mL), 2M 탄산나트륨 수용액(Na2CO3)(6 mL) 더하고, 용기 내 분위기를 아르곤(Ar)으로 치환하였다. 이어서, 혼합 용액에 Pd(PPh3)4(0.08g, 0.07mmol) 를 더하고, 가열 환류 하에서 1.5 시간 교반하였다.
방냉 후, 분액 깔대기로 유기층을 추출하고, 추출한 유기층을 무수황산마그네슘(MgSO4)으로 건조한 후, 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터(rotary evaporator)로 농축함으로써 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography)(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 또한 톨루엔/헥산(toluene/hexane)으로 재결정하였는 바, 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 1을 얻었다(1.60g, 수율 90%).
또한, 얻어진 화합물 1에 대해, FAB-MS(Fast Atom Bombardment-Mass Spectrometry)에 의한 분자량 측정을 행하였는 바, C54H39NSi, 측정값 729.29이 얻어진다.
(화학식 4의 화합물 3의 합성)
이어서, 이하의 반응식 2에 의해, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체인 화합물 3을 합성하였다.
[화학식 12]
Figure 112015065860140-pat00018
아르곤 분위기 하에서, 반응 용기에, 화합물 C(1.00g, 3.11mmol), 화합물 B(1.54g, 3.73mmol), 비스(디벤질리덴아세톤) 팔라듐(0)(bis(dibenzylideneacetone)palladium(0))(0.09g, 0.16mmol), 및 나트륨tert-부톡시드(sodium tert-butoxide)(0.60g, 6.22mmol) 를 더하였다. 이어서, 혼합 용액에, 탈수 톨루엔(31 mL) 및 트리-tert-부틸포스핀(tri-tert-butylphosphine)1.5M 톨루엔 용액(0.41 mL, 0.62mmol) 를 더하고, 100에서 1 시간 가열 교반하였다.
공냉 후, 물을 가하여 유기층을 세정하고, 유기층을 분리하였다. 분리한 유기층은 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터로 농축함으로써 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 또한 톨루엔/헥산으로 재결정하였는 바, 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 3을 얻었다(1.93g, 수율 95%).
또한, 얻어진 화합물 3에 대해, FAB-MS에 의한 분자량 측정을 행하였는 바, C48H35NSi, 측정값 653.25가 얻어진다.
(화학식 4의 화합물 17의 합성)
이어서, 이하의 반응식 3에 의해, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체인 화합물 17을 합성하였다.
[화학식 13]
Figure 112015065860140-pat00019
아르곤 분위기 하에서, 반응 용기에, 화합물 D(1.80g, 3.71mmol), 화합물B(1.84g, 4.45mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(0.11g, 0.19mmol), 및 나트륨tert-부톡시드(0.71g, 7.41mmol) 를 더하였다. 이어서, 혼합 용액에, 탈수 톨루엔(37 mL) 및 트리-tert-부틸포스핀 1.5M 톨루엔 용액(0.49 mL, 0.74mmol)를 더하고, 100에서 1 시간 가열 교반하였다.
공냉 후, 물을 가하여 유기층을 세정하고, 유기층을 분리하였다. 분리한 유기층은 무수 황산 마그네슘으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 로터리 이베퍼레이터로 농축함으로써 생성물을 얻었다. 얻어진 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔/헥산)에 의해 정제하고, 정제한 고체를 또한 톨루엔/헥산으로 재결정하였는 바, 목적물인 흰색 분말 형상 고체의 화합물 17을 얻었다(2.52g, 수율 83%).
또한, 얻어진 화합물 17에 대해, FAB-MS에 의한 분자량 측정을 행하였는 바, C61H43NSi, 측정값 817.32가 얻어졌다.
[2-3-2. 유기 EL 소자의 제작]
이어서, 진공 증착법을 사용하여, 이하의 수순으로 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체를 포함하는 청색 발광의 유기 EL 소자를 제작하였다.
(실시예 2-1)
먼저, 우선 패터닝(patterning)한 후, 세정 처리를 실시한 ITO-유리 기판에 자외선 오존(O3)에 의한 표면 처리를 행하였다. 또한, ITO-글래스 기판에 있어서 ITO 막(제 1 전극)의 막 두께는 150 nm이었다. 표면 처리 완료의 기판을 유기층 성막용 글래스 벨 자(glass bell jar)형 증착기에 투입하고, 10-4~10-5Pa의 진공도로, 정공 주입층, 정공 수송층(HTL), 발광층 및 전자 수송층을 순서대로 증착하였다.
정공 주입층은 4,4´,4˝-트리스(N,N-2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민(2-TNATA)으로 막 두께 60 nm로 형성하였다. 정공 수송층은 상기에서 합성한 화합물 1로 막 두께 30 nm로 형성하였다. 또한, 발광층은 발광 재료의 호스트(host) 재료로서 9,10-디(2-나프틸)안트라센(ADN)을 사용하고, 도펀트(dopant) 재료로서, 2,5,8,11-테트라-t-부틸페릴렌(TBP)을 사용하여 막 두께 25 nm로 형성하였다. 또한, 도펀트 재료의 도프(dope) 량은 호스트 재료의 총 질량에 대해 3 질량%로 하였다. 또한, 전자 수송층은 Alq3로 막 두께 25 nm로 형성하였다.
이어서, 금속 성막 용 글래스 벨 자형 증착기로 기판을 옮기고, 10-4~10-5Pa의 진공도로, 전자 주입층 및 제 2 전극을 증착하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 전자 주입층은 LiF으로 막 두께 1 nm로 형성하였다. 또한, 제 2 전극은 알루미늄(Al)으로 막 두께 100 nm로 형성하였다.
(실시예 2-2)
정공 수송층(HTL)을 화합물 3으로 형성한 이외에는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
(실시예 2-3)
정공 수송층(HTL)을 화합물 17로 형성한 이외에는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하였다.
(비교예 2-1)
정공 수송층(HTL)을 하기의 화합물 c1로 형성한 이외에는 실시예 2-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c1은 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체와는 다르고, 화합물 1에 대해 디벤조실롤(dibenzosilole) 고리를 형성하는 공유 결합이 하나 절단된 구조를 갖는 화합물이다.
(비교예 2-2)
정공 수송층(HTL)을 하기의 화합물 c2로 형성한 이외에는 실시예 2-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c2는 정공 수송 재료로서 일반적으로 사용되고 있는 대표적인 아릴아민 화합물이다.
(비교예 2-3)
정공 수송층(HTL)를 하기의 화합물 c3으로 형성한 이외에는 실시예 2-1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 화합물 c3은 아릴실릴기, 및 카르바졸릴기를 갖는 아릴아민 화합물이다.
[화학식 14]
Figure 112015065860140-pat00020
(화합물 c1) (화합물 c2) (화합물 c3)
[2-3-3. 평가 결과]
제작한 실시예 2-1 내지 2-3, 비교예 2-1 내지 2-3에 따른 유기 EL 소자의 평가 결과를 이하의 표 2에 나타낸다. 또한, 제작한 유기 EL 소자(100)의 전계 발광 특성의 평가에는 하마마츠 포토닉스(HAMAMATSU Photonics)사 제 C9920-11 휘도 배향 특성 측정 장치를 사용하였다. 또한, 하기의 표 2의 결과는 전류 밀도 10 mA/cm2에서 측정하였다.
HTL 구동 전압[V] 발광 효율[cd/A]
실시예 2-1 화합물 1 6.1 7.8
실시예 2-2 화합물 3 6.5 7.5
실시예 2-3 화합물 17 6.3 7.6
비교예 2-1 화합물 c1 7.0 6.5
비교예 2-2 화합물 c2 7.5 5.2
비교예 2-3 화합물 c3 6.7 6.9
표 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체를 포함하여 정공 수송층(HTL)을 형성한 실시예 2-1 내지 2-3은 비교예 1-1 내지 1-3과 비교하여, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체로 HTL을 형성한 실시예 2-1 내지 2-3 은 디벤조실롤 고리를 형성하는 공유 결합의 하나가 절단된 화합물 c1으로 HTL을 형성한 비교예 2-1과 비교하여, 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 제2 모노아민 유도체로 HTL를 형성한 실시예 2-1 내지 2-3은 대표적인 아릴아민 화합물인 화합물 c2로 HTL을 형성한 비교예 2-2와 비교하여 구동 전압이 저하하고, 발광 효율이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 2-1 내지 2-3은 아릴실릴기 및 카르바졸릴기를 갖는 화합물 c3으로 HTL을 형성한 비교예 2-3에 대해서도, 구동 전압이 낮고, 발광 효율이 향상하였다. 그러므로, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 디벤조실롤릴기를 가짐으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시키고, 발광 효율을 향상시키고 있다는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 비교예 2-2에서 사용한 화합물 c2와 같은 일반적인 아릴아민 화합물은 정공 수송 능력은 높을지라도, HOMO 준위가 얕고, 발광층의 발광 재료와의 에너지 장벽이 크다. 또한, 비교예 2-1 및 2-3에서 사용한 화합물 c1 및 c3과 같은 테트라페닐실릴 골격을 갖는 모노아민 유도체는 HOMO 준위가 깊을지라도, 정공 수송 능력이 낮았다. 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 디벤조실롤릴기를 가짐으로써, 높은 정공 수송 능력과, 깊은 HOMO 준위를 함께 가질 수 있기 때문에, 효율이 좋고, 발광층에서 정공과 전자를 재결합시킬 수 있다.
즉, 본 실시 형태에 따른 모노아민 유도체는 유기 EL 소자의 여러 가지 용도에 있어서 실용화에 유용하다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 속하는 기술의 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각 종의 변경예 또는 수정예에 착안하여 얻는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 해석된다.
100 : 유기 EL 소자 110 : 기판
120 : 제 1 전극 130 : 정공 주입층
140 : 정공 수송층 150 : 발광층
160 : 전자 수송층 170 : 전자 주입층
180 : 제 2 전극

Claims (20)

  1. 하기의 화학식 1 또는 하기의 화학식 2로 표시되는 모노아민 유도체.
    [화학식 1]
    Figure 112021132128486-pat00021

    [화학식 2]
    Figure 112021132128486-pat00031

    상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐기, 터페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티에닐기, 또는 치환 또는 무치환된 플루오레닐기이고,
    Ar3 및 Ar4는 각각 페닐기이며,
    Ar5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
    n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
    L1은 단결합, 페닐렌기, 또는 2가의 비페닐기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 Ar5는 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 12 이하의 아릴기인 모노아민 유도체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 하기 화학식 3 또는 하기 화학식 4의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 모노아민 유도체.
    [화학식 3]
    Figure 112021132128486-pat00022

    [화학식 4]
    Figure 112021132128486-pat00032
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 양극;
    상기 양극 상에 배치된 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층 ; 및
    상기 정공 수송층 상에 배치된 발광층; 을 포함하고,
    상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층 및 상기 발광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 모노아민 유도체를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    [화학식 1]
    Figure 112021132128486-pat00025

    [화학식 2]
    Figure 112021132128486-pat00033

    상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 비페닐기, 터페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티에닐기, 또는 치환 또는 무치환된 플루오레닐기이고,
    Ar3 및 Ar4는 각각 페닐기이며,
    Ar5는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 무치환의 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6 이상 50 이하의 아릴기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 5 이상 50 이하의 헤테로아릴기, 또는 임의의 인접한 치환기와 축환하여 형성된 아릴기 또는 헤테로아릴기이고,
    n은 0 이상 4 이하의 정수이고,
    L1은 단결합, 페닐렌기, 또는 2가의 비페닐기이다.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 모노아민 유도체는 상기 정공 주입층 및 상기 정공 수송층 중 적어도 하나의 층에 포함되고,
    상기 발광층은 청색 발광 재료 또는 녹색 발광 재료를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
  18. 양극;
    상기 양극 상에 배치된 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층 ; 및
    상기 정공 수송층 상에 배치된 발광층; 을 포함하고,
    상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층 및 상기 발광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 3 또는 상기 화학식 4로 표시되는 모노아민 유도체를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
    [화학식 3]
    Figure 112021132128486-pat00034

    [화학식 4]
    Figure 112021132128486-pat00035
  19. 삭제
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 모노아민 유도체는 상기 정공 주입층 및 상기 정공 수송층 중 적어도 하나의 층에 포함되고,
    상기 발광층은 청색 발광 재료 또는 녹색 발광 재료를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자.
KR1020150096715A 2014-11-27 2015-07-07 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자 KR102408822B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014239931A JP6580321B2 (ja) 2014-11-27 2014-11-27 モノアミン誘導体、および有機エレクトロルミネッセンス素子
JPJP-P-2014-239947 2014-11-27
JP2014239947A JP2016102073A (ja) 2014-11-27 2014-11-27 モノアミン誘導体、および有機エレクトロルミネッセンス素子
JPJP-P-2014-239931 2014-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160064948A KR20160064948A (ko) 2016-06-08
KR102408822B1 true KR102408822B1 (ko) 2022-06-15

Family

ID=56079711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150096715A KR102408822B1 (ko) 2014-11-27 2015-07-07 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9960372B2 (ko)
KR (1) KR102408822B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088112A (zh) 2016-11-08 2019-08-02 默克专利有限公司 用于电子器件的化合物
US11177446B2 (en) * 2017-09-14 2021-11-16 Beijing Summer Sprout Technology Co., Ltd. Silicon containing organic fluorescent materials
KR102554212B1 (ko) * 2018-01-18 2023-07-11 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN111196822B (zh) * 2018-11-20 2024-02-27 北京夏禾科技有限公司 含有硅芴基和芴基结构的化合物及含有该化合物的电致发光器件
CN110204567B (zh) * 2019-06-04 2020-12-04 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 有机化合物及其应用、有机发光二极管电致发光器件
KR102711427B1 (ko) * 2020-06-02 2024-09-26 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR20220063868A (ko) 2020-11-10 2022-05-18 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
CN114907394A (zh) * 2022-06-21 2022-08-16 上海八亿时空先进材料有限公司 一种硅芴衍生物以及包含其的有机电致发光元件
KR20240064973A (ko) * 2022-11-04 2024-05-14 덕산네오룩스 주식회사 복수의 발광보조층을 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20240121926A (ko) * 2023-02-02 2024-08-12 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029082B1 (ko) * 2010-12-28 2011-04-12 덕산하이메탈(주) 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 전자장치

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003221969A1 (en) 2002-04-19 2003-11-03 3M Innovative Properties Company Materials for organic electronic devices
US8188315B2 (en) 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
CN1951155A (zh) * 2004-05-14 2007-04-18 出光兴产株式会社 有机电致发光器件
JP5261887B2 (ja) 2005-05-17 2013-08-14 三菱化学株式会社 モノアミン化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子
JP4978003B2 (ja) 2005-12-20 2012-07-18 東ソー株式会社 ジベンゾシロール誘導体、その前駆化合物、及びそれらの製造方法
KR20100106014A (ko) 2009-03-23 2010-10-01 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하고 있는 유기 전계발광 소자
KR20110049244A (ko) 2009-11-04 2011-05-12 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
JP5369020B2 (ja) 2010-02-23 2013-12-18 株式会社ブリヂストン エチレン−酢酸ビニル共重合体シート並びにこれを用いた太陽電池及び合わせガラス
JP5691192B2 (ja) * 2010-02-24 2015-04-01 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびその用途
JP5505315B2 (ja) 2011-01-05 2014-05-28 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、および有機エレクトロルミネッセンス素子、これを用いた表示装置、照明装置、並びに複合縮環化合物
JP2012224618A (ja) 2011-04-08 2012-11-15 Fujifilm Corp 有機材料の精製方法、有機エレクトロニクス用材料、光電変換素子、光センサ、撮像素子、及び有機電界発光素子
KR101983991B1 (ko) * 2011-04-13 2019-05-30 에스에프씨 주식회사 축합아릴 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP5742586B2 (ja) 2011-08-25 2015-07-01 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
KR102080299B1 (ko) * 2012-02-14 2020-02-21 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2013122364A2 (ko) * 2012-02-13 2013-08-22 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR101826730B1 (ko) 2012-02-14 2018-02-08 덕산네오룩스 주식회사 오원자 헤테로 고리를 포함하는 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20130102669A (ko) 2012-03-07 2013-09-23 덕산하이메탈(주) 사이클로 펜타 페난트렌을 포함하는 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014017844A1 (ko) 2012-07-26 2014-01-30 주식회사 동진쎄미켐 아크리딘 유도체를 포함하는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20140033301A (ko) 2012-08-29 2014-03-18 주식회사 동진쎄미켐 중수소로 치환된 신규한 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20140063300A (ko) * 2012-11-16 2014-05-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR101468088B1 (ko) * 2012-11-28 2014-12-05 주식회사 엘엠에스 신규한 화합물, 이를 포함하는 발광 소자 및 전자 장치
KR101900287B1 (ko) * 2012-12-11 2018-09-19 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029082B1 (ko) * 2010-12-28 2011-04-12 덕산하이메탈(주) 화합물 및 이를 이용한 유기전기소자, 그 전자장치

Also Published As

Publication number Publication date
US9960372B2 (en) 2018-05-01
KR20160064948A (ko) 2016-06-08
US20160155961A1 (en) 2016-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102488020B1 (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 사용한 유기 전계 발광 소자
KR102408822B1 (ko) 모노아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자
JP6576631B2 (ja) アミン化合物、および有機電界発光素子
KR102560940B1 (ko) 모노 아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102545074B1 (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20160149975A (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102504296B1 (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102471097B1 (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자
KR20160070662A (ko) 아민 유도체 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자
KR20160079606A (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20160091806A (ko) 아민 유도체, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 사용한 유기 전계 발광 소자
KR20160091805A (ko) 아민 유도체, 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 사용한 유기 전계 발광 소자
JP6804201B2 (ja) モノアミン誘導体、及び有機電界発光素子
KR102435418B1 (ko) 카르바졸 화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 및 유기 일렉트로루미네센스 소자
JP2016108292A (ja) モノアミン誘導体、および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6580321B2 (ja) モノアミン誘導体、および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20170015087A (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자
JP2016102073A (ja) モノアミン誘導体、および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20160066486A (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이를 사용한 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant