KR20090059849A - 방향족 복소환 화합물, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기발광 소자 및 상기 유기발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

방향족 복소환 화합물, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기발광 소자 및 상기 유기발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물 및 이를 구비한 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다:
<화학식 1>
Figure 112007088253838-PAT00001
상기 화학식 1 중 A, Ar1, Ar2, n, m, 및 k에 대한 설명은 발명의 상세한 설명을 참조한다.
유기 발광 소자

Description

방향족 복소환 화합물, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자 및 상기 유기발광 소자의 제조 방법{An Aromatic heterocyclic compound, an organic light emitting diode comprising an organic layer comprising the same and an method for preparing the organic light emitting diode}
본 발명은 방향족 복소환 화합물, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 발광 특성을 가지며, 유기 발광 소자 적용시, 저구동 전압, 고효율, 고휘도, 고색순도 및 장수명을 제공할 수 있는 방향족 복소환 화합물, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode : OLED)는 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점에서 많은 연구가 이루어지고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 애노드/유기 발광층/캐소드의 적층구조를 가지며, 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/캐소드 또는 애노드/정공주입층/정공수송층/발광층/정공저지층/전자수송층/전자주입층/캐소드 등 과 같은 다양한 구조도 가질 수 있다.
유기 발광 소자에 사용하는 물질은 유기막의 제조 방법에 따라 진공 증착성 물질과 용액 도포성 물질로 나눌 수 있다. 진공 증착성 물질은, 일반적으로 500℃ 이하에서 10-6 torr 이상의 증기압을 가질 수 있어야 하며, 주로 중량 평균 분자량 1200 이하의 저분자 물질인 것이 바람직하다. 용액 도포성 물질로는 용제에 대한 용해성이 높아서 용액으로 제조 가능하여야 하며 주로 방향족 또는 복소환을 포함한다.
진공 증착 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 사용할 경우 진공 시스템의 사용으로 제조 비용이 증가하며, 천연색 디스플레이용 픽셀을 제조하기 위해 쉐도우 마스크를 사용할 경우 고해상도의 픽셀을 제조하기 어렵다. 이에 반해 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스핀 코팅과 같은 용액 도포법의 경우에는 유기막 제조가 용이하고 제조 비용이 저렴하며 쉐도우 마스크를 사용할 경우보다 상대적으로 우수한 해상도를 얻을 수 있다.
그러나, 용액 도포법에 사용할 수 있는 물질들의 경우 일반적으로, 열적 안정성, 색순도 등의 측면에서 진공 증착법에 사용할 수 있는 물질에 비해 열등하였다. 또한 상기 성능이 우수한 경우에도 유기막으로 제조한 다음 점차 결정화하여 결정의 크기가 가시광선 파장의 범위에 해당하여 가시광선을 산란시켜 백탁 현상을 보일 수 있으며 핀홀(pin hole) 등이 형성되어 소자의 열화를 초래하기 쉽다는 문제점이 있었다.
일본 특허 공개번호 제1999-003782호에는 발광층에 사용될 수 있는 화합물로서 2 개의 나프틸기로 치환된 안트라센이 개시되어 있다. 그러나, 상기 화합물은 용제 용해성이 미흡할 뿐만 아니라 이를 채용한 유기 발광 소자의 특성 등은 만족할 만한 수준에 이르지 못하였다.
그러므로, 유기 발광 소자에 사용할 수 있는 화합물로서 유기막 형성 방법에 관계없이 우수한 열 안전성 및 발광 특성을 갖는 유기막을 형성할 수 있는 화합물 개발이 요구된다.
본 발명의 제1태양은, 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 제공한다:
<화학식 1>
Figure 112007088253838-PAT00002
상기 화학식 1 중,
A는 치환 또는 비치환된 벤조[k]플루오란텐(benzo[k]fluoranthene) 또는 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene)이고;
Ar1은 치환 또는 비치환된 C5-C12아릴렌기이고;
n은 0 내지 6의 정수이고;
Ar2는 하기 화학식 2를 갖는 말단기이며;
m은 1 내지 6의 정수이고;
k는 1 내지 4의 정수이다:
<화학식 2>
Figure 112007088253838-PAT00003
상기 화학식 2 중,
X1은 N(R4), S, Se 또는 Te이고;
X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N이고;
상기 R1 내지 R5 중 하나는 상기 화학식 1 중 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기이다.
본 발명의 제2태양은, 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 제3태양은, 기판 상부에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극 상부에 전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함하는 유기막을 형성하는 단계; 및 상기 유기막 상부에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물은 우수한 발광 특성을 가지며, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고휘도, 고효율, 고색순도 및 장수명을 가질 수 있다.
본 발명을 따르는 방향족 복소환 화합물은, 하기 화학식 1로 표시된다.
<화학식 1>
Figure 112007088253838-PAT00004
상기 화학식 1 중, A는 치환 또는 비치환된 벤조[k]플루오란텐(benzo[k]fluoranthene) 또는 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene)이다.
이와 같은 A는 열안정성과 광학 효율을 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 A를 포함한 상기 방향족 복소환 화합물은 우수한 발광 특성을 가질 수 있으며, 이를 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자의 구동 시 열화가 방지되어 장수명을 가질 수 있다.
상기 A를 보다 구체적으로 표시할 경우, 본 발명을 따르는 방향족 복소환 화합물은 하기 화학식 1a로 표시될 수 있다:
<화학식 1a>
Figure 112007088253838-PAT00005
상기 화학식 1a 중, n1은 1 내지 6의 정수이고, m1은 1 내지 6의 정수이고, k1는 1 내지 4의 정수이며, Ar1 및 Ar2에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다. 한편, R8 내지 R19 중 k개는 Ar1과의 결합 사이트를 나타낸다. 한편, R8 내지 R19 중 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹일 수 있다. 이 때, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기일 수 있다.
상기 R8 내지 R19 중, Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는 화학식 1a를 갖 는 방향족 복소환 화합물의 용해성 및 비정질(amorphous) 특성을 증가시켜 필름 형성 능력을 향상시키는 역할을 한다.
바람직하게, 상기 화학식 1a 중, 상기 R8 내지 R19 중 k개는 Ar1과의 결합 사이트이고, R8 내지 R19 중 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기일 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 화학식 1a 중, R11, R14, R15 및 R18 중 하나 이상이 Ar1과의 결합 사이트일 수 있다.
본 발명을 따르는 방향족 복소환 화합물은 하기 화학식 1b로 표시될 수 있다:
<화학식 1b>
Figure 112007088253838-PAT00006
상기 화학식 1b 중, n2은 0 내지 6의 정수이고, m2은 1 내지 6의 정수이고, k2는 1 내지 4의 정수이며, Ar1 및 Ar2에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다. 한 편, R20 내지 R31 중 k개는 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트이고, R20 내지 R31 중 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이다.
상기 R20 내지 R31 중, Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는 화학식 1b를 갖는 방향족 복소환 화합물의 용해성 및 비정질(amorphous) 특성을 증가시켜 필름 형성 능력을 향상시키는 역할을 한다.
바람직하게, 상기 R20 내지 R31 중 k개는 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트이고, R20 내지 R31 중 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1 중, A는 하기 화학식 3으로 표시되는 구조들 중 하나를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 3>
Figure 112007088253838-PAT00007
상기 화학식 3 중, * 및 *'는, 서로 독립적으로, Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트를 나타낸 것이다.
상기 화학식 1 중, Ar1은 A와 Ar2 사이에 존재하는 연결기로서, 치환 또는 비치환된 C5-C12아릴렌기일 수 있다.
상기 Ar1은 비정질성을 증가시키는 역할을 한다. 이와 같은 Ar1을 포함할 경우, 상기 방향족 복소환 화합물은 우수한 발광 특성을 가지며, 장수명을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 Ar1은, 페닐렌(phenylene), 브르모페닐렌, 클로로페닐렌, 플루오로페닐렌, 시아노페닐렌, C1-C10알킬페닐렌, C1-C10알콕시페닐렌, 나프틸페닐렌, 디나프틸페니렌, 나프틸렌(naphthylene), 브로모나프틸렌, 클로로나프틸렌, 플루오로나프틸렌, 시아노나프틸렌, C1-C10알킬나프틸렌, C1-C10알콕시나프틸렌, 페닐나프티렌, 디페닐나프틸렌 및 터페닐나프틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1 중, -(Ar1)n-은 하기 화학식 4로 표시되는 구조들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 4>
Figure 112007088253838-PAT00008
상기 화학식 4 중, *는 A와의 결합 사이트를 나타낸 것이고, *'은 Ar2와의 결합 사이트를 나타낸 것이다.
상기 화학식 1 중, Ar2는 하기 화학식 2를 갖는 말단기이다.
<화학식 2>
Figure 112007088253838-PAT00009
상기 화학식 2를 갖는 말단기는 전자 친화 특성을 갖는 바, 우수한 전자 수송 특성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명을 따르는 화학식 1을 갖는 방향족 복소 환 화합물은 우수한 전자 수송 특성을 가질 수 있다.
상기 화학식 2 중, X1은 N(R4), S, Se 또는 Te이고, X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N일 수 있다. 바람직하게, 상기 X2와 X3는 서로 동일하다.
한편, 상기 화학식 2 중, 상기 R1 내지 R5 중 하나는 상기 화학식 1 중 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C60싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹일 수 있다. 이 때, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기이다.
상기 R1 내지 R5 중, A 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 화학식 1을 갖는 방향족 복소환 화합물의 용해성 및 비정질(amorphous) 특성을 증가시켜 필름 형성 능력을 향상시키는 역할을 한다.
바람직하게, 상기 R1 내지 R5 중 하나는 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹일 수 있다. 이 때, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기일 수 있다.
보다 바람직하게, 화학식 2 중 R1 또는 R2가, A 또는 Ar1과의 결합 사이트일 수 있다.
한편, 화학식 2 중, X1은 N(R4) 또는 S이고, X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 Ar2는 하기 화학식 5로 표시되는 구조들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 5>
Figure 112007088253838-PAT00010
상기 화학식 5 중, *는 Ar1과의 결합 사이트를 나타낸다.
상기 화학식 1 중, m은 1 내지 6의 정수, 바람직하게는 1 내지 3의 정수이고, k는 1 내지 4의 정수, 바람직하게는 1 또는 2이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서, 비치환된 C1-C60알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C30알킬기, C1-C30알콕시기, C1-C30알케닐기, C1-C30알키닐 기, C6-C30아릴기, C2-C20헤테로아릴기, 또는 -N(Q1)(Q2)로 표시되는 화학식으로 치환될 수 있다. 이 때, 상기 Q1 및 Q2는 서로 독립적으로 수소, C1-C30알킬기, C1-C30할로알킬기, C6-C30아릴기, C6-C30할로아릴기 및 C2-C30헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에서, 비치환된 C1-C30알콕시기의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 페닐옥시, 시클로헥실옥시, 나프틸옥시, 이소프로필옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있다. 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 비치환된 C2-C60알케닐기는 상기 정의된 바와 같은 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 헥실렌 등이 있다. 이들 알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 비치환된 C2-C60알키닐기는 상기 정의된 바와 같은 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다 예로서는 아세틸렌, 프로필렌, 페닐아세틸렌, 나프틸아세틸렌, 이소프로필아세틸렌, t-부틸아세틸렌, 디페닐아세틸렌 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서에서, 비치환된 C5-C60아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하 는 탄소 원자수 6 내지 30개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 의미하며, 상기 하나 이상의 고리들은 서로 융합되거나, 단일 결합 등을 통하여 연결될 수 있다. 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서에서, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기의 예로는 페닐기, C1-C10알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 시아노페닐기, 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, 비페닐기, 할로비페닐기, 시아노비페닐기, C1-C10비페닐기, C1-C10알콕시비페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), C1-C10알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 시아노나프틸기, 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐렌기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있다. 이들은 상기 알킬기에 대한 치환기와 마찬가지로 치환될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서, 비치환된 C5-C60아릴렌기는 상기 아릴기와 유사한 구조를 갖는 2가 연결기로서, 이의 예로는 페닐렌기, 나프틸렌기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 비치환된 C3-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 의미하여, 상기 하나 이상의 방향족 고리들은 서로 융합되거나, 단일 결합 등을 통하여 연결될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서에서, 비치환된 C3-C30헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 들 수 있다. 이들은 상기 알킬기의 치환기와 마찬가지로 치환될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에 있어서, 비치환된 C5-C60싸이클로알킬기는 고리 시스템을 갖는 알킬기를 가리키며, 비치환된 C5-C60싸이클로알케닐기는 고리 시스템을 갖는 알케닐기를 가리킨다. 상기 싸이클로알킬기 및 싸이클로알케닐기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명을 따르는 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물은 하기 화합물 1 내지 35 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화합물 1> <화합물 2>
Figure 112007088253838-PAT00011
Figure 112007088253838-PAT00012
<화합물 3> <화합물 4>
Figure 112007088253838-PAT00013
Figure 112007088253838-PAT00014
<화합물 5> <화합물 6>
Figure 112007088253838-PAT00015
Figure 112007088253838-PAT00016
<화합물 7>
Figure 112007088253838-PAT00017
<화합물 8>
Figure 112007088253838-PAT00018
<화합물 9>
Figure 112007088253838-PAT00019
<화합물 10>
Figure 112007088253838-PAT00020
<화합물 11> <화합물 12>
Figure 112007088253838-PAT00021
Figure 112007088253838-PAT00022
<화합물 13> <화합물 14>
Figure 112007088253838-PAT00023
Figure 112007088253838-PAT00024
<화합물 15>
Figure 112007088253838-PAT00025
<화합물 16>
Figure 112007088253838-PAT00026
<화합물 17>
Figure 112007088253838-PAT00027
<화합물 18> <화합물 19>
Figure 112007088253838-PAT00028
Figure 112007088253838-PAT00029
<화합물 20> <화합물 21>
Figure 112007088253838-PAT00030
Figure 112007088253838-PAT00031
<화합물 22>
Figure 112007088253838-PAT00032
<화합물 23>
Figure 112007088253838-PAT00033
<화합물 24>
Figure 112007088253838-PAT00034
<화합물 25>
Figure 112007088253838-PAT00035
<화합물 26> <화합물 27>
Figure 112007088253838-PAT00036
Figure 112007088253838-PAT00037
<화합물 28>
Figure 112007088253838-PAT00038
<화합물 29>
Figure 112007088253838-PAT00039
<화합물 30>
Figure 112007088253838-PAT00040
<화합물 31>
Figure 112007088253838-PAT00041
<화합물 32>
Figure 112007088253838-PAT00042
<화합물 33>
Figure 112007088253838-PAT00043
<화합물 34>
Figure 112007088253838-PAT00044
<화합물 35>
Figure 112007088253838-PAT00045
상기 화학식 1로 표시되는 본 발명의 방향족 복소환 화합물은 통상의 유기 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다.
전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방항족 복소환 화합물은 유기 발광 소자의 유기막에 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유기 발광 소자는 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 구비되며 전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막을 구비한다.
이 때, 상기 유기막은 발광층, 정공 주입층, 정공 저지층, 전자 수송층 또는 정공 수송층일 수 있다.
전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막은 공지된 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 진공 증착법 또는 스핀 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 스크린 프린팅법, 캐스트법, LB법, 스프레이 프린팅법 등과 같은 용액 도포법을 이용할 수 있다. 또한, 도너 필름에 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막을 전술한 바와 같은 진공 증착법 또는 용액 도포법을 이용하여 형성한 다음, 이를 제1전극 등이 형성된 기판에 열전사시키는 열전사법을 이용할 수도 있다. 이 중, 용액 도포법을 이용할 경우 유기막의 안정성이 떨어지는 종래의 유기 발광 소자의 경우와 달리, 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물은 우수한 용해성과 열 안정성을 가지면서도 안정한 유기막의 형성이 가능하므로, 저구동 전압, 고효율 및 고휘도를 갖는 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자는 제1전극과 제2전극 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 구현예는 도 1a, 1b 및 1c를 참조한다. 도 1a의 유기 발광 소자 는 제1전극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/제2전극으로 이루어진 구조를 갖고, 도 1b의 유기 발광 소자는 제1전극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/제2전극으로 이루어진 구조를 갖는다. 또한, 도 1c의 유기 발광 소자는 제1전극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층/제2전극의 구조를 갖는다. 이 때, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층 또는 전자 수송층 중 하나 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 제조 방법을 도 1c에 도시된 유기 발광 소자를 참조하여, 살펴보기로 한다.
먼저 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 형성하여 제1전극을 형성한다. 상기 제1전극은 애노드(Anode)일 수 있다. 여기에서 기판으로는 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
다음으로, 상기 제1전극 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공 주입층(HIL)을 형성할 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착 속도 0.01 내지 100Å/sec의 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 정공 주입층 물질은 전술한 바와 같은 화학식 1을 갖는 방향족 복소환 화합물일 수 있다. 또는, 공지된 정공 주입 물질일 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, 용해성이 있는 전도성 고분자인 Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)),Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등과 같은 공지된 정공주입 물질을 사용할 수 있다.
Figure 112007088253838-PAT00046
Figure 112007088253838-PAT00047
Pani/DBSA PEDOT/PSS
상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 10000Å, 바람직하게는 100Å 내지 1000Å일 수 있다. 상기 정공 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 저하없이 만족스러운 정도의 정공 주입 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 상기 정공 주입층 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공 수송층(HTL)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 정공 수송층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 정공 수송층 물질은 전술한 바와 같은 화학식 1을 갖는 방향족 복소환 화합물일 수 있다. 또는, 공지된 정공 수송 물질일 수 있다. 예를 들어, N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지 딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체 등과 같은 공지된 정공 수송 물질을 사용할 수 있다.
상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 바람직하게는 100Å 내지 800Å일 수 있다. 상기 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 저하없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 수송층 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층은 전술한 바와 같이 본 발명을 따르는 화학식 1의 방향족 복소환 화합물을 포함할 수 있다. 이 때, 화학식 1의 방향족 복소환 화합물을 도펀트로서 사용하여, 적합한 공지의 호스트 재료와 함께 사용될 수 있으며, 공지의 도펀트 재료를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 방향족 복소환 화합물을 호스트로서 사용할 수도 있다. 한편, 상기 화학식 1의 방향족 복소환 화합물을 단독으로 사용하는 것도 가능하다. 호스트 재료의 경우, 예를 들면, Alq3 또는 CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), 또는 PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007088253838-PAT00048
Figure 112007088253838-PAT00049
PVK ADN
한편, 공지된 적색 도펀트로서 PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac), DCJTB 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007088253838-PAT00050
또한, 공지된 녹색 도펀트로서, Ir(ppy)3 (ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3, C545T 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007088253838-PAT00051
한편, 공지된 청색 도펀트로서, F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, ter-플루오렌(fluorene), 4,4'-비스(4-디페닐아미노스타릴) 비페닐 (DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-티-부틸 페릴렌 (TBP) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007088253838-PAT00052
Figure 112007088253838-PAT00053
Figure 112007088253838-PAT00054
DPAVBi TBP
도펀트와 호스트를 함께 사용하는 경우, 도펀트의 도핑 농도는 특별히 제한 되지 않으나 통상적으로 호스트 100 중량부를 기준으로 하여 상기 도펀트의 함량은 0.01 ~ 15 중량부이다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 바람직하게는 200Å 내지 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 저하없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 상기 정공 수송층과 발광층 사이에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 정공 저지층(HBL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공 저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 상기 정공 저지 재료로는 전술한 바와 같은 화학식 1의 방향족 복소화 화합물을 사용할 수 있다. 또는, 공지의 정공 저지 재료도 사용할 수 있는데, 이의 예로는, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.
상기 정공 저지층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 바람직하게는 100Å 내지 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 저하없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 전자 수송층(ETL)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자수송층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 상기 전자 수송층 재료는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 전술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 이용할 수 있다. 또는, 공지의 전자 수송 물질인, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq 등과 같은 공지의 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007088253838-PAT00055
TAZ
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 1000Å, 바람직하게는 150Å 내지 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 저하없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
또한 전자 수송층 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(EIL)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
상기 전자 주입층 형성 재료로는 상술한 바와 같은 화학식 1의 방향족 복소환 화합물을 이용할 수 있다. 또는, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 100Å, 바람직하게는 5Å 내지 50Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 저하없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
마지막으로 전자주입층 상부에 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법을 이용하여 제2전극을 형성할 수 있다. 상기 제2전극은 캐소드(Cathode)로 사용될 수 있 다. 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 들 수 있다. 또한 전면 발광소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 제조 방법의 일 구현예는, 제1전극을 형성하는 단계, 상기 제1전극 상부에 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막을 형성하는 단계; 및 상기 유기막 상부에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함한다. 이 때, 상기 유기막은 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층 또는 전자 수송층일 수 있다. 한편, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 형성하는 단계를, 필요에 따라 더 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막 형성 단계는, 예를 들면, 진공 증착법 또는 스핀 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 스크린 프린팅법, 캐스트법, LB법, 스프레이 프린팅법 등과 같은 용액 도포법을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 도너 필름에 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물을 포함한 유기막을 전술한 바와 같은 진공 증착법 또는 용액 도포법을 이용하여 형성한 다음, 이를 제1전극 등이 형성된 기판에 열전사시키는 열전사법을 이용하여 수행될 수도 있다.
이하에서, 본 발명의 합성예 및 실시예를 구체적으로 예시하지만, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
합성예 1
하기 반응식 1 및 2의 반응 경로에 따라 화합물 1을 합성하였다:
Figure 112007088253838-PAT00056
중간체 A의 합성
THF (10 ml)에 4-브로모-7,12-디페벤조[k]플루오란텐 1 g(2.1 mmol)을 녹였다. 이어서, 4-포밀페닐보론산 310 mg(2.1 mmol), 테트라키스 트라이페닐포스핀 팔라듐 (Pd(PPh3)4 119 mg (0.1 mmol)및 2M 탄산칼륨 (K2CO3) 수용액 1.3 ml를 각각 톨루엔 10 ml 용해시켜 첨가하고, 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 완결된 후 용매를 증발시켜 제거하였다. 이어서, 에틸아세테이트를 200 ml 및 물 200 ml를 각각 첨가하여 세척한 후, 유기층을 수거하고 무수 마그네슘설페이트로 건조시켰다. 이어서, 실리카크로마토그래피로 분리하여 중간체 A로 표시되는 화합물을 1.1 g (수율 93 %) 얻었다.
Figure 112007088253838-PAT00057
화합물 1의 합성
중간체 A(682 mg, 1.3 mmol)와 N-페닐-1,2-페닐렌디아민(247 mg, 1.3 mmol)을 톨루엔 8 ml와 초산 2 ml에 넣고 24시간 동안 환류시켰다. 에틸아세테이트를 500 ml 및 물 200 ml를 각각 첨가하여 세척한 후, 유기층을 수거하고 무수 마그네슘설페이트로 건조시켰다. 이어서, 실리카크로마토그래피로 분리하여 화합물 1로 표시되는 화합물을 850 mg (수율 97 %) 얻었다.
상기 화합물 1을 NMR 및 MS로 확인한 결과는 다음과 같다:
1H-NMR (CDCl3, 300MHz, ppm) : 7.9 (d, 1H), 7.7 (d,1H), 7.7-7.2 (m, 28H), 6.6 (d, 2H); MS [M+H] 673
합성예 2
하기 반응식 3 및 4의 반응 경로에 따라 화합물 5를 합성하였다:
Figure 112007088253838-PAT00058
중간체 B의 합성
THF (20 ml)에 4-브로모-7,12-디페벤조[k]플루오란텐 2.5 g(5.2 mmol)을 녹였다. 이어서, 3-포밀페닐보론산 778 mg(5.2 mmol), 테트라키스 트라이페닐포스핀 팔라듐 (Pd(PPh3)4 300 mg (0.26 mmol)및 2M 탄산칼륨 (K2CO3) 수용액 3.2 ml를 각각 톨루엔 20 ml 용해시켜 첨가하고, 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 완결된 후 용매를 증발시켜 제거하였다. 이어서, 에틸아세테이트를 500 ml 및 물 500 ml를 각각 첨가하여 세척한 후, 유기층을 수거하고 무수 마그네슘설페이트로 건조시켰다. 이어서, 실리카크로마토그래피로 분리하여 중간체 B로 표시되는 화합물을 1.2 g (수율 34 %) 얻었다.
Figure 112007088253838-PAT00059
화합물 5의 합성
중간체 B(937 mg, 1.8 mmol)와 N-페닐-1,2-페닐렌디아민(340 mg, 1.8 mmol)을 톨루엔 12 ml와 초산 2 ml에 넣고 24시간 동안 환류시켰다. 에틸아세테이트를 500 ml 및 물 200 ml를 각각 첨가하여 세척한 후, 유기층을 수거하고 무수 마그네슘설페이트로 건조시켰다. 이어서, 실리카크로마토그래피로 분리하여 화합물 5로 표시되는 화합물을 1.0 g (수율 80 %) 얻었다.
상기 화합물 5를 NMR 및 MS로 확인한 결과는 다음과 같다:
1H-NMR (CDCl3, 300MHz, ppm) : 7.9 (d, 1H), 7.7-7.1 (m, 29H), 6.6-6.5 (m, 2H); MS [M+H] 673
합성예 3
하기 반응식 5 및 6의 반응 경로에 따라 화합물 9를 합성하였다:
Figure 112007088253838-PAT00060
중간체 C의 합성
THF (32 ml)에 2,8-디브로모크라이센 1.8 g(4.7 mmol)을 녹였다. 이어서, 4-포밀페닐보론산 1.75 g(11.7 mmol), 테트라키스 트라이페닐포스핀 팔라듐 (Pd(PPh3)4 269 mg (0.2 mmol)및 2M 탄산칼륨 (K2CO3) 수용액 12 ml를 각각 톨루엔 16 ml 용해시켜 첨가하고, 24시간 동안 환류시켰다. 이어서, 실온으로 냉각하고 얻어진 고체를 여과하고 에탄올과 에테르로 씻은후 중간체 C로 표시되는 화합물을 1.9 g (수율 93 %) 얻었다.
Figure 112007088253838-PAT00061
화합물 9의 합성
중간체 C(1.0 g, 2.3 mmol)와 N-페닐-1,2-페닐렌디아민(848 mg, 4.6 mmol)을 톨루엔 12 ml와 초산 2 ml에 넣고 24시간 동안 환류시켰다. 에틸아세테이트를 500 ml 및 물 500 ml를 각각 첨가하여 세척한 후, 유기층을 수거하고 무수 마그네슘설페이트로 건조시켰다. 이어서, 실리카크로마토그래피로 분리하여 화합물 9로 표시되는 화합물을 700 mg (수율 43 %) 얻었다.
상기 화합물 9를 NMR 및 MS로 확인한 결과는 다음과 같다:
1H-NMR (CDCl3, 300MHz, ppm) : 8.8 (d, 2H), 8.6 (s, 2H), 8.0-7.3 (m, 32H); MS [M+H] 765
평가예 1 : 화합물의 발광 특성 평가 (용액 상태)
상기 화합물 1, 5, 및 9의 UV 흡수 스펙트럼 및 PL(photoluminescence) 스펙트럼을 평가함으로써, 각 화합물의 발광 특성을 평가하였다. 먼저, 화합물 1을 톨루엔에 0.2mM의 농도로 희석시켜, 시마즈 유브이-350 스펙트로메터(Shimadzu UV-350 Spectrometer)를 이용하여, UV 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 이를 화합물 5 및 9에 대하여 반복하였다. 한편, 화합물 1을 톨루엔에 10mM 농도로 희석시켜, 제논(Xenon) 램프가 장착되어 있는 ISC PC1 스펙트로플로로메터 (Spectrofluorometer)를 이용하여, PL(Photoluminecscence) 스펙트럼을 측정하였다. 이를 화합물 5 및 9에 대하여 반복하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었 다. 특히, 화합물 1 및 5의 UV 흡수 스펙트럼 및 PL 스펙트럼은 각각 도 2 및 도 3에 나타내었다:
화합물 No. 흡수 파장(nm) PL 파장(nm)
1 402 445
5 398 437
9 302 425
실시예 1
화합물 1을 전자 수송층 재료로 사용하여, 다음과 같은 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다: ITO/α-NPD(750Å)/ DPAVBi (5wt%)+AND (350Å)/화합물 1(180Å)/LiF(10Å)/Al(2000Å).
애노드는 15Ω/cm2 (1000Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다. 상기 ITO 애노드 상부에, α-NPD를 증착 속도 1Å/sec로서 750Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성한 다음, 상기 정공 수송층 상부에 DPAVBi(4,4'-비스(4-디페닐아미노스타릴) 비페닐)와 ADN(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센을 각각 증착 속도 5Å/sec와 30Å/sec로서 350Å의 두께로 진공 증착하여 발광층(DPAVBi의 함량은 5wt%임)을 형성하였다. 이 후, 상기 발광층 상부에 화합물 1을 180Å의 두께로 진공 증착하여 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자수송층 상부에 LiF 10Å(전자주입층)과 Al 2000Å(캐소드)을 순차적으로 진공 증착하여, 도 1a에 도시된 바와 같은 유기 발광 소자를 제조하였다. 이를 샘플 1이라 한다.
실시예 2
실시예 1 중, 화합물 1 대신 화합물 5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 유기 발광 소자의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 이를 샘플 2라 한다.
실시예 3
실시예 1 중, 화합물 1 대신 화합물 9를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 유기 발광 소자의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 이를 샘플 3이라 한다.
비교예 1
실시예 1 중, 화합물 1 대신 Alq3를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 유기 발광 소자의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 이를 샘플 A라 한다.
평가예 2
샘플 1 내지 3 및 A에 대하여, PR650 (Spectroscan) Source Measurement Unit.를 이용하여 구동전압, 전류밀도, 휘도를 각각 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다:
샘플 No. Turn on 구동 전압(V) 1000cd/m2에서의 전류밀도(mA/cm2) 1000cd/m2에서의 전압(V)
1 3.4 24 5.6
2 3.4 22 5.8
3 3.6 20 6.0
A 3.8 15 8.0
실시예 4
화합물 1을 발광층의 도펀트로 사용하고 ADN를 발광층의 호스트로 사용하여, 다음과 같은 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다: ITO/α-NPD(750Å)/화합물 1(5wt%)+ADN(350Å)/Alq3(180Å)/LiF(10Å)/Al(2000Å).
애노드는 15Ω/cm2 (1000Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하여 사용하였다. 상기 ITO 애노드 상부에, α-NPD를 증착 속도 1Å/sec로서 750Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성한 다음, 상기 정공 수송층 상부에 상기 화합물 1과 AND(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센)을 각각 증착 속도 5Å/sec와 30Å/sec로서 350Å의 두께로 진공 증착하여 발광층을 형성하였다. 이 후, 상기 발광층 상부에 Alq3를 180Å의 두께로 진공 증착하여 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자수송층 상부에 LiF 10Å(전자주입층)과 Al 2000Å(캐소드)을 순차적으로 진공 증착하여, 도 1a에 도시된 바와 같은 유기 발광 소자를 제조하였다. 이를 샘플 4라 한다.
실시예 5
실시예 1 중, 화합물 1 대신 화합물 5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 유기 발광 소자의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 이를 샘플 5라 한다.
실시예 6
실시예 1 중, 화합물 1 대신 화합물 9를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 유기 발광 소자의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 이를 샘플 6이라 한다.
평가예 3
샘플 4 내지 6에 대하여, PR650 (Spectroscan) Source Measurement Unit.를 이용하여 구동전압, 휘도, 효율을 각각 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 특히 샘플 4의 전기적 효율 곡선을 도 4에 나타내었다:
샘플 No. Turn on 구동 전압(V) 최고 효율(cd/A) 1000cd/m2에서의 전압(V)
4 3.6 4.24 7.8
5 3.8 2.82 7.4
6 3.8 1.90 7.6
도 1a 내지 1c는 각각, 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 일 구현예의 구조를 간략하게 나타낸 단면도이고;
도 2는 본 발명의 일 구현예인 화합물 1의 용액 중 UV 흡수 스펙트럼 및 PL(Photoluminescence) 스펙트럼을 각각 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 구현예인 화합물 5의 용액 중 UV 흡수 스펙트럼 및 PL(Photoluminescence) 스펙트럼을 각각 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 일 구현예의 전압-효율 특성을 나타낸 그래프이다.

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112007088253838-PAT00062
    상기 화학식 1 중,
    A는 치환 또는 비치환된 벤조[k]플루오란텐(benzo[k]fluoranthene) 또는 치환 또는 비치환된 크라이센(chrysene)이고;
    Ar1은 치환 또는 비치환된 C5-C12 아릴렌기이고;
    n은 0 내지 6의 정수이고;
    Ar2는 하기 화학식 2를 갖는 말단기이며;
    m은 1 내지 6의 정수이고;
    k는 1 내지 4의 정수이다:
    <화학식 2>
    Figure 112007088253838-PAT00063
    상기 화학식 2 중,
    X1은 N(R4), S, Se 또는 Te이고;
    X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N이고;
    상기 R1 내지 R5 중 하나는, 상기 화학식 1 중 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 1a를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 1a>
    Figure 112007088253838-PAT00064
    상기 화학식 중,
    R8 내지 R19 중 k개는 Ar1과의 결합 사이트이고;
    R8 내지 R19 중 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이고;
    Ar1은 치환 또는 비치환된 C5-C12아릴렌기이고;
    n1은 1 내지 6의 정수이고;
    Ar2는 하기 화학식 2를 갖는 말단기이며;
    m1은 1 내지 6의 정수이고;
    k1는 1 내지 4의 정수이다:
    <화학식 2>
    Figure 112007088253838-PAT00065
    상기 화학식 2 중,
    X1은 N(R4), S, Se 또는 Te이고;
    X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N이고;
    상기 R1 내지 R5 중 하나는, 상기 화학식 1 중 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 R8 내지 R19 중 k개는 Ar1과의 결합 사이트이고, R8 내지 R19 중 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  4. 제2항에 있어서,
    R11, R14, R15 및 R18 중 하나 이상이 Ar1과의 결합 사이트인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 1b를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 1b>
    Figure 112007088253838-PAT00066
    상기 화학식 중,
    R20 내지 R31 중 k개는 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트이고;
    R20 내지 R31 중 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이고;
    Ar1은 치환 또는 비치환된 C5-C12 아릴렌기이고;
    n2은 0 내지 6의 정수이고;
    Ar2는 하기 화학식 2를 갖는 말단기이며;
    m2은 1 내지 6의 정수이고;
    k2는 1 내지 4의 정수이다:
    <화학식 2>
    Figure 112007088253838-PAT00067
    상기 화학식 2 중,
    X1은 N(R4), S, Se 또는 Te이고;
    X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N이고;
    상기 R1 내지 R5 중 하나는, 상기 화학식 1 중 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20알키닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20싸이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C30헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또 는 비치환된 C1-C20알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C20아릴기이다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 R20 내지 R31 중 k개는 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트이고, R20 내지 R31 중 Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 A가 하기 화학식 3으로 표시되는 구조들 중 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 3>
    Figure 112007088253838-PAT00068
    상기 화학식 3 중, * 및 *'는, 서로 독립적으로, Ar1 또는 Ar2와의 결합 사이트를 나타낸 것이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은, 페닐렌(phenylene), 브르모페닐렌, 클로로페닐렌, 플루오로페닐렌, 시아노페닐렌, C1-C10알킬페닐렌, C1-C10알콕시페닐렌, 나프틸페닐렌, 디나프틸페니렌, 나프틸렌(naphthylene), 브로모나프틸렌, 클로로나프틸렌, 플루오로나프틸렌, 시아노나프틸렌, C1-C10알킬나프틸렌, C1-C10알콕시나프틸렌, 페닐나프티렌, 디페 닐나프틸렌 및 터페닐나프틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    -(Ar1)n-이 하기 화학식 4로 표시되는 구조들 중 하나인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 4>
    Figure 112007088253838-PAT00069
    상기 화학식 4 중, *는 A와의 결합 사이트를 나타낸 것이고, *'은 Ar2와의 결합 사이트를 나타낸 것이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R5 중 하나는 A 또는 Ar1과 결합 사이트이고, 상기 R1 내지 R5 중 A 또는 Ar1과의 결합 사이트가 아닌 나머지는, 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 히드록실기, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C14헤테로아릴기, 또는 -N(Z1)(Z2)로 표시되는 그룹이고, 상기 Z1 및 Z2는 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C14아릴기인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  11. 제1항에 있어서,
    화학식 2 중 R1 또는 R2가 A 또는 Ar1과의 결합 사이트인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  12. 제1항에 있어서,
    화학식 2 중, X2와 X3가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2 중, X1은 N(R4) 또는 S이고, X2 및 X3는 서로 독립적으로, C(R5) 또는 N인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 Ar2가 하기 화학식 5로 표시되는 구조들 중 하나인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화학식 5>
    Figure 112007088253838-PAT00070
    상기 화학식 5 중, *는 Ar1과의 결합 사이트를 나타낸다.
  15. 제1항에 있어서,
    하기 화합물 1 내지 35 인 것을 특징으로 하는 방향족 복소환 화합물:
    <화합물 1> <화합물 2>
    Figure 112007088253838-PAT00071
    Figure 112007088253838-PAT00072
    <화합물 3> <화합물 4>
    Figure 112007088253838-PAT00073
    Figure 112007088253838-PAT00074
    <화합물 5> <화합물 6>
    Figure 112007088253838-PAT00075
    Figure 112007088253838-PAT00076
    <화합물 7>
    Figure 112007088253838-PAT00077
    <화합물 8>
    Figure 112007088253838-PAT00078
    <화합물 9>
    Figure 112007088253838-PAT00079
    <화합물 10>
    Figure 112007088253838-PAT00080
    <화합물 11> <화합물 12>
    Figure 112007088253838-PAT00081
    Figure 112007088253838-PAT00082
    <화합물 13> <화합물 14>
    Figure 112007088253838-PAT00083
    Figure 112007088253838-PAT00084
    <화합물 15>
    Figure 112007088253838-PAT00085
    <화합물 16>
    Figure 112007088253838-PAT00086
    <화합물 17>
    Figure 112007088253838-PAT00087
    <화합물 18> <화합물 19>
    Figure 112007088253838-PAT00088
    Figure 112007088253838-PAT00089
    <화합물 20> <화합물 21>
    Figure 112007088253838-PAT00090
    Figure 112007088253838-PAT00091
    <화합물 22>
    Figure 112007088253838-PAT00092
    <화합물 23>
    Figure 112007088253838-PAT00093
    <화합물 24>
    Figure 112007088253838-PAT00094
    <화합물 25>
    Figure 112007088253838-PAT00095
    <화합물 26> <화합물 27>
    Figure 112007088253838-PAT00096
    Figure 112007088253838-PAT00097
    <화합물 28>
    Figure 112007088253838-PAT00098
    <화합물 29>
    Figure 112007088253838-PAT00099
    <화합물 30>
    Figure 112007088253838-PAT00100
    <화합물 31>
    Figure 112007088253838-PAT00101
    <화합물 32>
    Figure 112007088253838-PAT00102
    <화합물 33>
    Figure 112007088253838-PAT00103
    <화합물 34>
    Figure 112007088253838-PAT00104
    <화합물 35>
    Figure 112007088253838-PAT00105
  16. 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 화합물을 포함한 유기막을 구비한 유기 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유기막이 발광층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층 및 정공 저지층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층이 더 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  19. 기판 상부에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극 상부에 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방향족 복소환 화합물을 포함하는 유기막을 형성하는 단계; 및
    상기 유기막 상부에 제2전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 유기막 형성 단계를 진공 증착법, 스핀 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 스크린 프린팅법, 스프레이 프린팅법, 또는 열전사법을 이용하여 수행하는 것을 특징으 로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101011857B1 (ko) * 2008-06-04 2011-02-01 주식회사 두산 벤조플루오란센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2012005009A1 (ja) 2010-07-09 2012-01-12 出光興産株式会社 イミダゾピリジン誘導体及びそれを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2012046839A1 (ja) 2010-10-08 2012-04-12 出光興産株式会社 ベンゾ[ｋ]フルオランテン誘導体及びそれを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子
US8986855B2 (en) 2011-06-29 2015-03-24 Samsung Display Co., Ltd. Heterocyclic compound and organic light-emitting device including the same
KR20150130714A (ko) * 2014-05-14 2015-11-24 이-레이 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 전자전달 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 발광식 장치
US9461261B2 (en) 2013-10-02 2016-10-04 Samsung Display Co., Ltd. Organic compounds and organic light-emitting devices including the same
KR20180028892A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 이-레이 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 유기 전자발광 소자
KR20190026796A (ko) * 2016-07-07 2019-03-13 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤 벤조아졸 고리 구조를 가지는 화합물 및 유기 일렉트로루미네센스 소자

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102132436A (zh) * 2008-08-29 2011-07-20 出光兴产株式会社 有机薄膜晶体管用化合物及使用其的有机薄膜晶体管
KR101450959B1 (ko) * 2010-01-15 2014-10-15 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 질소 함유 복소환 유도체 및 그것을 포함하여 이루어지는 유기 전계 발광 소자
JP5858653B2 (ja) * 2011-06-08 2016-02-10 キヤノン株式会社 ６，１２−ジナフチルクリセン誘導体及びこれを用いた有機発光素子
JP6006009B2 (ja) * 2012-06-14 2016-10-12 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 化合物、有機電界発光素子、有機電界発光素子用材料並びに該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6006010B2 (ja) * 2012-06-14 2016-10-12 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 化合物及び有機電界発光素子並びに該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP6006008B2 (ja) * 2012-06-14 2016-10-12 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 化合物、有機電界発光素子並びに該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP2014177440A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Idemitsu Kosan Co Ltd フルオランテン化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
US20140284580A1 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 E-Ray Optoelectronics Techonology Co., Ltd. Electron transporting compounds and organic electroluminescent devices using the same
CN104926732B (zh) * 2014-03-21 2017-06-13 昱镭光电科技股份有限公司 用于有机发光元件的化合物及具有该化合物的有机发光元件
JP2015218112A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 ▲いく▼▲雷▼光電科技股▲分▼有限公司 有機発光デバイスに用いられる化合物およびその化合物を有する有機発光デバイス
EP3150579B1 (en) * 2014-05-28 2021-02-24 Toray Industries, Inc. Fluoranthene derivative, electronic device containing same, light-emitting element, and photoelectric conversion element
TWI619703B (zh) * 2016-05-18 2018-04-01 昱鐳光電科技股份有限公司 用於有機電激發光元件之化合物及使用該化合物之有機電激發光元件
CN110078681B (zh) * 2019-05-20 2020-10-13 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 有机发光材料及其制备方法、有机发光器件
KR20210045541A (ko) 2019-10-16 2021-04-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) * 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell
JP3588978B2 (ja) 1997-06-12 2004-11-17 凸版印刷株式会社 有機薄膜ｅｌ素子
JP4562884B2 (ja) * 2000-08-25 2010-10-13 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
EP1602648B1 (en) * 2003-03-13 2013-04-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Nitrogen-containing heterocycle derivative and organic electroluminescent element using the same
US20090140637A1 (en) * 2005-07-11 2009-06-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Nitrogen-containing heterocyclic derivative having electron-attracting substituent and organic electroluminescence element using the same
US9214636B2 (en) * 2006-02-28 2015-12-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101011857B1 (ko) * 2008-06-04 2011-02-01 주식회사 두산 벤조플루오란센 유도체 및 이를 이용한 유기 발광 소자
WO2012005009A1 (ja) 2010-07-09 2012-01-12 出光興産株式会社 イミダゾピリジン誘導体及びそれを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2012046839A1 (ja) 2010-10-08 2012-04-12 出光興産株式会社 ベンゾ[ｋ]フルオランテン誘導体及びそれを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子
US8986855B2 (en) 2011-06-29 2015-03-24 Samsung Display Co., Ltd. Heterocyclic compound and organic light-emitting device including the same
US9461261B2 (en) 2013-10-02 2016-10-04 Samsung Display Co., Ltd. Organic compounds and organic light-emitting devices including the same
KR20150130714A (ko) * 2014-05-14 2015-11-24 이-레이 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 전자전달 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 발광식 장치
KR20190026796A (ko) * 2016-07-07 2019-03-13 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤 벤조아졸 고리 구조를 가지는 화합물 및 유기 일렉트로루미네센스 소자
CN109790132A (zh) * 2016-07-07 2019-05-21 保土谷化学工业株式会社 具有苯并唑环结构的化合物及有机电致发光元件
CN109790132B (zh) * 2016-07-07 2024-03-05 保土谷化学工业株式会社 具有苯并唑环结构的化合物及有机电致发光元件
KR20180028892A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 이-레이 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 유기 전자발광 소자

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