KR20110011562A - 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20110011562A
KR20110011562A KR1020100071718A KR20100071718A KR20110011562A KR 20110011562 A KR20110011562 A KR 20110011562A KR 1020100071718 A KR1020100071718 A KR 1020100071718A KR 20100071718 A KR20100071718 A KR 20100071718A KR 20110011562 A KR20110011562 A KR 20110011562A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
light emitting
layer
substituted
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020100071718A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101786498B1 (ko
Inventor
안현철
배호기
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
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
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to PCT/KR2010/004878 priority Critical patent/WO2011013959A2/ko
Publication of KR20110011562A publication Critical patent/KR20110011562A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101786498B1 publication Critical patent/KR101786498B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/20—Polycyclic condensed hydrocarbons
    • C07C15/27—Polycyclic condensed hydrocarbons containing three rings
    • C07C15/30—Phenanthrenes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • 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]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] 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
    • H10K85/60—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
    • 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
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 화합물은 청색 발광 특성이 우수하면서도 정공 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수하므로, 유기발광소자의 발광물질로 사용되어 유기발광소자에 저전압 구동, 고휘도 및 장수명의 특성을 부여할 수 있다.

Description

신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 {NOVEL PHENANTHRENE-BASED COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING SAME}
본 발명은 우수한 청색 발광 특성을 갖는 신규 페난트렌계 화합물 및 이를 발광층에 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
최근, 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기발광소자는, 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liquid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어, 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다.
일반적으로, 유기발광소자는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극), 및 상기 두 전극 사이에 유기층을 포함하는 구조를 갖는다. 이때, 유기층은 발광층(EML, light emitting layer) 이외에, 정공주입층(HIL, hole injection layer), 정공수송층(HTL, hole transport layer), 전자수송층(ETL, electron transport layer) 또는 전자주입층(EIL, electron injection layer)을 포함할 수 있으며, 발광층의 발광특성상 전자차단층(EBL, electron blocking layer) 또는 정공차단층(HBL, hole blocking layer)을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 구조의 유기발광소자에 전기장이 가해지면, 양극으로부터 정공이 주입되고, 음극으로부터 전자가 주입되어, 정공과 전자는 각각 정공수송층과 전자수송층을 거쳐 발광층에서 재조합(recombination)하게 되어 발광여기자(exitons)를 형성한다. 형성된 발광여기자는 바닥상태(ground states)로 전이하면서 빛을 방출한다. 발광 상태의 효율과 안정성을 증가시키기 위하여, 발광 색소(도펀트)를 발광층(호스트)에 도핑하기도 한다.
유기발광소자의 발광층에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 알려져 있으나, 이제까지 알려진 발광물질을 이용한 유기발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 실용화하는 데에 많은 어려움이 있었다. 따라서, 우수한 발광특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압 구동, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 구동전압이 우수하고 높은 발광효율과 발광휘도를 가지며 장수명 구현이 가능한 발광물질 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003

상기 식에서,
Ar1은 Ar2로 치환된 안트릴이고,
Ar3는 Ar4로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30 아릴이고,
상기 Ar2 및 Ar4는 각각 독립적으로 하나 이상의 C1-4 알킬 또는 C6-30 아릴로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30 아릴이다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 발광물질로서 발광층에 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명의 화합물은 기존 물질에 비해 청색 발광 특성이 우수하면서도 정공 전달 특성 및 전자 전달 특성이 우수하므로, 유기발광소자의 발광물질로 사용되어 유기발광소자의 구동전압, 발광효율 및 수명 특성을 현저히 개선시킬 수 있다.
상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 본 발명의 화합물은 페난트렌의 1,6번, 1,8번 또는 1,9번 위치에 특정 치환기를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 화합물에 있어서, 바람직하게는, Ar3는 Ar4로 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 나프틸, 페난트릴 또는 안트릴이고, Ar2 및 Ar4는 각각 독립적으로 페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 부틸페닐, 나프틸, 페난트릴, 페닐페난트릴 또는 나프틸페난트릴이다.
또한, 상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서 하기 구조의 화합물들을 들 수 있다:
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007

본 발명에 따른 화학식 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물은 방향족 보론 화합물과 방향족 할로겐 화합물을 탄소-탄소 짝지음 반응 중 널리 알려진 스즈끼-짝지음(Suzuki-coupling) 반응에 근거하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 화학식 1, 2, 3, 2a 및 3a의 화합물 각각은 하기 반응식 1 내지 5에 나타낸 바와 같이 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00008
Figure pat00009
[반응식 2]
Figure pat00010
Figure pat00011
[반응식 3]
Figure pat00012
Figure pat00013
[반응식 4]
Figure pat00014
Figure pat00015
[반응식 5]
Figure pat00016
Figure pat00017
상기 식에서,
Ar2 및 Ar3는 상기 정의한 바와 같다.
상기 반응식 1 내지 5에 있어서, 화학식 1, 2, 3, 2a 및 3a의 화합물 각각의 제조에 출발물질로서 사용되는 방향족 보론 화합물과 방향족 할로겐 화합물은 통상적인 방법에 따라 하기 반응식 6에 나타낸 바와 같이 제조될 수 있다.
[반응식 6]
Figure pat00018
Figure pat00019

또한, 본 발명은 상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 발광물질로서 발광층에 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
또한 본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 1층 이상의 유기박막층을 포함하는 바, 상기 유기발광소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 유기발광소자는 애노드(anode)와 캐소드(cathod) 사이에 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기박막층을 1 개 이상 포함할 수 있다.
먼저, 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 애노드(anode) 전극용 물질을 증착시켜 애노드를 형성한다. 이때, 상기 기판은 통상의 유기발광소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면평활성, 취급용이성, 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용하는 것이 좋다. 또한, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다. 상기 애노드 전극용 물질은 통상의 애노드 형성방법에 의해 증착할 수 있으며, 구체적으로 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 증착할 수 있다.
그 다음, 상기 애노드 전극 상부에 정공주입층(HIL) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 또한 핀정공이 발생하기 어렵다는 등의 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우 그 증착조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50~500 ℃의 증착온도, 10-8 내지 10-3 torr의 진공도, 0.01 내지 100 Å/sec의 증착속도, 10 Å 내지 5 ㎛의 층 두께 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 정공주입층 물질은 특별히 제한되지 않으며, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA(4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민), m-MTDATA(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민), m-MTDAPB(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠), HI-406(N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-1-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민) 등을 정공주입층 물질로 사용할 수 있다.
다음으로 상기 정공주입층 상부에 정공수송층(HTL) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 정공수송층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
또한, 상기 정공수송층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, 정공수송층에 사용되고 있는 통상의 공지 물질 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 정공수송층 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 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 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상의 아민 유도체 등이 사용될 수 있다.
그 후, 상기 정공수송층 상부에 발광층(EML) 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있지만, 균일한 막질을 얻기 쉽고, 핀정공이 발생하기 어렵다는 점에서 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 진공증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층 재료는 본 발명의 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물로 표시되는 화합물을 단독으로 사용하거나 또는 호스트로 사용할 수 있다.
상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 발광 호스트로 사용하는 경우, 인광 또는 형광 도펀트를 함께 사용하여 발광층을 형성할 수 있다. 이때, 형광 도펀트로는 이데미츠사(Idemitsu사)에서 구입 가능한 IDE102 또는 IDE105, 또는 BD142(N6,N12-비스(3,4-디메틸페닐)-N6,N12-디메시틸크리센-6,12-디아민)를 사용할 수 있으며, 인광 도펀트로는 녹색 인광 도판트 Ir(ppy)3(트리스(2-페닐피리딘) 이리듐), 청색 인광 도펀트인 F2Irpic(이리듐(Ⅲ) 비스[4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2'] 피콜린산염), UDC사의 적색 인광 도펀트 RD61 등이 공동 진공증착(도핑)될 수 있다. 도펀트의 도핑농도는 특별히 제한되지 않으나, 호스트 100 중량부 대비 도펀트가 0.01 내지 15 중량부로 도핑되는 것이 바람직하다. 만약 도펀트의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 도펀트량이 충분치 못하여 발색이 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있으며, 15 중량부를 초과할 경우에는 농도 소광 현상으로 인해 효율이 급격히 감소된다는 문제점이 있다.
또한, 발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층(HTL)으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제재료(HBL)를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의해 적층시키는 것이 바람직하다. 이때 사용할 수 있는 정공억제물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq(비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄 비페녹사이드), 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP(바쏘쿠프로인)) 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 발광층 상부에는 전자수송층(ETL)이 형성되는데, 이때 상기 전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
상기 전자수송층 재료는 전자주입전극(cathode)으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 그 종류가 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 또는 ET4(6,6'-(3,4-디메시틸-1,1-디메틸-1H-실올-2,5-디일)디-2,2'-비피리딘)을 사용할 수 있다. 또한, 전자수송층 상부에 캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자주입층(EIL)이 적층될 수 있으며, 전자주입층 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
또한, 상기 전자수송층(ETL)의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.
그 뒤, 상기 전자수송층 상부에 전자주입층(EIL) 물질을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자수송층은 통상의 전자주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성되며, 특히 진공증착법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
마지막으로 전자주입층 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성하고 캐소드(cathode)로 사용한다. 여기서 캐소드 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 있다. 또한, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.
본 발명의 유기발광소자는 애노드(anode), 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL), 캐소드(cathode) 구조의 유기발광소자 뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기발광소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 각 유기박막층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 바람직하게는 20 내지 150 ㎚인 것이 좋다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 유기박막층은 유기박막층의 두께를 분자 단위로 조절할 수 있기 때문에 표면이 균일하며, 형태안정성이 뛰어난 장점이 있다.
본 발명의 발광물질은 전기적 안정성이 우수하고 높은 발광효율과 발광휘도를 가지며 장수명 구현이 가능하여, 유기발광소자의 발광물질로서 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예] : 본 발명의 화합물의 제조
실시예 1. 9-(나프탈렌-2-일)안트라센 합성
질소기류하에서 2-브로모나프탈렌 20 g(96.6 mmol)을 THF 500 ㎖에 녹이고 -78 ℃에서 30분 동안 냉각시켰다. 여기에 2.5M의 n-뷰틸리튬 39 ㎖를 -78 ℃에서 30분 동안 서서히 적가시킨 후 30 분 동안 교반하였다. 그 다음, 반응물인 안트론 16.5 g(85 mmol)을 THF에 300 ㎖에 녹여서 15 분간 적가한 후 20 분 뒤에 상온에서 교반하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응혼합액에 6M HCl 300 ㎖를 가하고 에틸아세테이트 200 ㎖로 3 회 추출하고, 이를 합한 후 무수황산마그네슘으로 물을 제거하여 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물을 에탄올로 재결정하여 연한 갈색의 결정인 9-(나프탈렌-2-일)안트라센 16.48 g(63.6%)을 얻었다.
실시예 2. 9-브로모-10-나프탈렌-2-일-안트라센 합성
질소기류하에서 9-(나프탈렌-2-일)안트라센 9.64 g(31.7 mmol)을 DMF 660 ㎖에 녹이고, 상온에서 DMF 70 ㎖에 녹인 NBS 6.21 g(34.9 mmol)을 서서히 가하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응 혼합물에 증류수 1200 ㎖를 넣어 생긴 침전물을 감압여과하여 회수한 다음, 메틸렌클로라이드에 녹인 후 무수황산마그네슘으로 탈수시켜 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물을 에탄올로 재결정하여 9-브로모-10-나프탈렌-2-일-안트라센 8.3 g(69%)를 얻었다.
실시예 3. 10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일 보론산 합성
질소기류하에서 9-브로모-10-나프탈렌-2-일-안트라센 12 g(31.3 mmol)을 THF 160 ㎖에 녹인 후 -78 ℃에서 30 분 동안 냉각시켰다. 여기에 2.5M의 n-뷰틸리튬 13.8 ㎖를 -78 ℃에서 30 분 동안 서서히 적가시킨 후 30분 동안 교반하였다. 그 다음, 트리메틸 보레이트 4.2 ㎖(37.6 mmol)을 15 분간 적가한 후 20 분 뒤에 상온에서 교반하였다. 반응의 진행정도는 TLC로 확인하였으며, 반응이 더 이상 진행되지 않으면 반응혼합액에 2M HCl 100 ㎖를 가하고 에틸아세테이트 60 ㎖로 3회 추출하여 이를 합한 후, 무수황산마그네슘으로 물을 제거한 다음 감압증류하였다. 이렇게 얻어진 반응물을 톨루엔과 n-헥산으로 재결정하여 미백색의 결정인 10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일 보론산 5.3 g(49%)을 얻었다.
실시예 4. (E)-2,2'-디브로모스틸벤의 합성
2-브로모벤질브로마이드 3.0g(12mmol)에 트리페닐포스핀 3.14g(12mmol)을 혼합하여 포스포늄 염 5.8g 을 얻은 후, 2-브로모벤즈알데히드 2.09(11.3mmol)과 Wittig 반응하여 흰색 고체를 얻은 다음 수득물을 에탄올로 재결정하여 (E)-2,2'-디브로모스틸벤 3.74 g(98%)을 얻었다.
실시예 5. 1,8-디브로모페난트렌의 합성
(E)-2,2'-디브로모스틸벤 5.0g(14.8mmol), 아이오딘 3.81g(15.0mmol), 프로필렌옥사이드 174.2g(3.0 mol)을 사이클로헥산 560ml에 녹인 후, 광 반응기에서 7시간동안 UV-램프를 조사하였다. 용매를 감압증류하여 제거한 후 노란색 고체를 얻은 다음 수득물을 에탄올/톨루엔으로 재결정하여 흰색 고체의 1,8-디브로모페난트렌 4.93 g(98%)을 얻었다.
실시예 6. 1,8-비스(10-나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (1)]
질소분위기하에서 실시예 5에서 제조된 1,8-디브로모페난트렌 4 g(11.9 mmol), 실시예 3에서 제조된 10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일 보론산 9.12 g(26.2 mmol), Pd(PPh3)4 0.28 g(0.238 mmol) 및 소디움카보네이트 7.57 g(71.4 mmol)을 넣은 후, 여기에 DME 300 ㎖를 넣고 교반하였다. 상기 혼합물에 에탄올 180 ㎖와 글리세린 90 ㎖를 넣고 격렬하게 교반한 후 환류반응시켰다. 상기 반응물을 상온으로 식히고 침전물을 여과한 후, 침전물을 증류수와 메탄올로 씻어주었다. 분홍색의 고체를 다시 메탄올(methanol)에 재결정하여 하기 구조의 화합물 (1)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C62H38=782 에 대하여 m/z(측정치)=782 임을 확인했다.
[화합물(1)]
Figure pat00020

실시예 7. 1,8-비스(10-페닐안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (2)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모벤젠을 사용하여 상기실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (2)를 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C54H34=682 에 대하여 m/z(측정치)=682 임을 확인했다.
[화합물 (2)]
Figure pat00021

실시예 8. 1,8-비스(10-p-톨릴안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (3)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모-4-메틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (3)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C56H38=710 에 대하여 m/z(측정치)=710 임을 확인했다.
[화합물 (3)]
Figure pat00022

실시예 9. 1,8-비스(10-(3,4-디메틸페닐)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (4)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 4-브로모-1,2-디메틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (4)를 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C58H42=738 에 대하여 m/z(측정치)=738 임을 확인했다.
[화합물 (4)]
Figure pat00023

실시예 10. 1,8-비스(10-(4-tert-부틸페닐)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (5)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 4-브로모-1,2-디메틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (5)를 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C62H50=795 에 대하여 m/z(측정치)=795 임을 확인했다.
[화합물 (5)]
Figure pat00024

실시예 11. 1,8-비스(10-(나프탈렌-1-일)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (6)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모나프탈렌을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (6)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C62H38=782 에 대하여 m/z(측정치)=782 임을 확인했다.
[화합물 (6)]
Figure pat00025

실시예 12. 1-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)-9-페닐페난트렌 합성 [화합물 (7)]
상기 실시예 4에서 2-브로모벤즈알데히드 대신에 벤조페논을, 상기 실시예 5에서 (E)-2,2'-디브로모스틸벤 대신 (2-(2-브로모페닐)에텐-1,1-디일)디벤젠을, 상기 실시예 6에서 1,8-디브로모페난트렌 대신 1-브로모-9-페닐페난트렌을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (7)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C44H28==557 에 대하여 m/z(측정치)=557 임을 확인했다.
[화합물 (7)]
Figure pat00026

실시예 13. 9-페닐-1-(10-(페닐안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (8)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모벤젠을 사용하여 상기 실시예 12의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (8)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C40H26=506 에 대하여 m/z(측정치)=506 임을 확인했다.
[화합물 (8)]
Figure pat00027

실시예 14. 9-페닐-1-(10-p-톨릴안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (9)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모-4-메틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 12의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (9)를 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C41H28=521 에 대하여 m/z(측정치)=521 임을 확인했다.
[화합물 (9)]
Figure pat00028

실시예 15. 1-(10-(3,4-디메틸페닐)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (10)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 4-브로모-1,2-디메틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 12의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (10)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C42H30=534 에 대하여 m/z(측정치)=534 임을 확인했다.
[화합물 (10)]
Figure pat00029

실시예 16. 1-(10-(4-tert-부틸페닐)안트라센-9-일)페난트렌 합성 [화합물 (11)]
상기 실시예 1에서 2-브로모나프탈렌 대신에 1-브로모-4-tert-부틸벤젠을 사용하여 상기 실시예 12의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (11)을 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C44H34=563 에 대하여 m/z(측정치)=563 임을 확인했다.
[화합물 (11)]
Figure pat00030

실시예 17. 1-(10-(나프탈렌-2-일)안트라센-9-일)-9-페닐페난트렌 합성 [화합물 (12)]
상기 실시예 4에서 2-브로모벤즈알데히드 대신에 4-브로모벤즈알데히드를, 상기 실시예 5에서 (E)-2,2'-디브로모스틸벤 대신 (Z)-1-브로모-2-(4-브로모스티릴)벤젠을, 상기 실시예 6에서 1,8-디브로모페난트렌 대신 1,6-디브로모페난트렌을 사용하여 상기 실시예 1 - 6의 방법을 반복하여 하기 구조의 화합물 (12)를 얻었다. 얻은 화합물에 대해 FD-MS(Field desorption mass spectrum)을 수행한 결과 C62H38==783 에 대하여, m/z(측정치)=783 임을 확인했다.
[화합물 (12)]
Figure pat00031

[시험예] : 유기발광소자의 물성 측정
상기 실시예 6 내지 실시예 17에서 얻은 화합물 (1) 내지 화합물 (12)를 발광 호스트 물질로 사용하여 통상적인 방법에 따라 유기발광소자를 제작하였다. 먼저, 유리 기판에 형성된 1500 Å 두께의 ITO층(애노드) 위에 650 Å 두께의 정공주입층 (정공주입층 물질: HI-406(N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-1-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민)), 200 Å 두께의 정공수송층 (정공수송층 물질: 비스(N-(1-나프틸-n-페닐))벤지딘(α-NPB)), 350 Å 두께의 BD142가 도핑된 발광층(BD142: N6,N12-비스(3,4-디메틸페닐)-N6,N12-디메시틸크리센-6,12-디아민), 200Å 두께의 전자수송층 (전자수송층 물질: ET4(6,6'-(3,4-디메시틸-1,1-디메틸-1H-실올-2,5-디일)디-2,2'-비피리딘)) 및 1000/10Å 두께의 알루미늄/LiF 캐소드를 순차적으로 증착시켜 유기발광소자를 제작하였다. 이때, 발광층에 사용된 도펀트 BD142의 양을 호스트 100중량부에 대해 0, 3, 5 및 7중량부로 변화시켰다.
제조된 유기발광소자의 발광효율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 발광효율(cd/A) 구분 발광효율(cd/A)
화합물 (1) 10.1 화합물 (8) 10.3
화합물 (2) 9.5 화합물 (9) 10.2
화합물 (3) 9.6 화합물 (10) 10.2
화합물 (4) 9.6 화합물 (11) 10.4
화합물 (5) 9.8 화합물 (12) 8.8
화합물 (6) 9.9 ADN (기존물질) 7.5
화합물 (7) 10.5
상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 화합물은 전기적 안정성이 우수하고 높은 발광효율과 발광휘도를 가지며 장수명 구현이 가능하므로, 유기발광소자의 발광물질로 사용되어 유기발광소자의 발광효율 및 수명을 현저히 개선시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00032

    [화학식 2]
    Figure pat00033

    [화학식 3]
    Figure pat00034

    상기 식에서,
    Ar1은 Ar2로 치환된 안트릴이고,
    Ar3는 Ar4로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30 아릴이고,
    상기 Ar2 및 Ar4는 각각 독립적으로 하나 이상의 C1-4 알킬 또는 C6-30 아릴로 치환되거나 치환되지 않은 C6-30 아릴이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ar3가 Ar4로 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 나프틸, 페난트릴 또는 안트릴이고, 상기 Ar2 및 Ar4가 각각 독립적으로 페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 부틸페닐, 나프틸, 페난트릴, 페닐페난트릴 또는 나프틸페난트릴인 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물이 하기 구조의 화합물중 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00035

    Figure pat00036

    Figure pat00037

    Figure pat00038
  4. 애노드(anode), 캐소드(cathode) 및 두 전극 사이에 제 1 항의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 함유하는 발광층을 포함하는 유기발광소자.
  5. 제4항에 있어서,
    애노드, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층이 각각 10 내지 1,000 ㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 발광층이 제 1 항의 화합물 또는 둘 이상의 혼합물을 발광 호스트로서 함유하고, 이 호스트 100 중량부 대비 0.01 내지 15 중량부의 도펀트를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
KR1020100071718A 2009-07-28 2010-07-26 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자 KR101786498B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2010/004878 WO2011013959A2 (ko) 2009-07-28 2010-07-26 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090068734 2009-07-28
KR20090068734 2009-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110011562A true KR20110011562A (ko) 2011-02-08
KR101786498B1 KR101786498B1 (ko) 2017-11-15

Family

ID=43771725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100071718A KR101786498B1 (ko) 2009-07-28 2010-07-26 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101786498B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014003405A1 (ko) * 2012-06-26 2014-01-03 주식회사 제이앤드제이 캐미칼 신규한 화합물 및 이를 포함하는 발광소자
KR20150124677A (ko) * 2014-04-29 2015-11-06 에스에프씨 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20170062063A (ko) 2015-11-27 2017-06-07 주식회사 두산 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US10727413B2 (en) 2014-03-07 2020-07-28 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102429520B1 (ko) * 2014-04-29 2022-08-05 주식회사 동진쎄미켐 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101443424B1 (ko) 2008-03-19 2014-09-24 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 안트라센 유도체, 발광 재료 및 유기 전기발광 소자

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014003405A1 (ko) * 2012-06-26 2014-01-03 주식회사 제이앤드제이 캐미칼 신규한 화합물 및 이를 포함하는 발광소자
US10727413B2 (en) 2014-03-07 2020-07-28 Merck Patent Gmbh Materials for electronic devices
KR20150124677A (ko) * 2014-04-29 2015-11-06 에스에프씨 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20170062063A (ko) 2015-11-27 2017-06-07 주식회사 두산 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR101786498B1 (ko) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102160946B1 (ko) 아크리딘 유도체를 포함하는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR101996649B1 (ko) 피렌 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR101161290B1 (ko) 축합방향족화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자
KR101216004B1 (ko) 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102559622B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102169273B1 (ko) 아크리딘 유도체를 포함하는 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR101861263B1 (ko) 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자.
KR102017506B1 (ko) 페난트리딘 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20050097670A (ko) 플루오렌계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
KR20090114716A (ko) 정공수송층 물질 및 이를 포함하는 유기 전계발광 소자
KR101026175B1 (ko) 플루오렌카바졸계 유도체 및 이를 포함하는유기전계발광소자
KR20150100860A (ko) 유기전계발광 소자용 재료 및 이것을 사용한 유기전계발광 소자
KR102402220B1 (ko) 신규한 청색 형광 호스트 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20120048125A (ko) 아민 유도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR100994765B1 (ko) 플루오렌계 발광 물질을 포함하는 유기전계발광소자
KR102387855B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20100007639A (ko) 신규한 페닐-플루오렌 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광 소자
KR20140081735A (ko) 중수소로 치환된 신규한 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102394380B1 (ko) 신규한 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102423699B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR101786498B1 (ko) 신규한 페난트렌계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR20140086880A (ko) 신규한 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR102659372B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR100961781B1 (ko) ｎ형 유기반도체 화합물 및 이를 이용한 유기전계발광소자
KR102630325B1 (ko) 신규 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

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