KR20120009588A - 피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 - Google Patents

피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한피리딘유도체및이를포함하는유기전계발광소자에관한것으로서, 구체적으로 하기 [화학식 1]로 표시되는 피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자는 구동전압, 전류효율 등의 발광특성에 있어 우수한 효과가 있다.
[화학식 1]
Figure pat00176

Description

피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 {Pyridine derivatives and organic light-emitting diode including the same}
본 발명은 신규한 피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동전압, 전류효율 등의 발광 특성이 우수한 피리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
유기전계발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
유기 발광 현상을 이용하는 유기전계발광소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전계발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기전계발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
유기전계발광소자는 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계 발광(EL) 디스플레이에 비해 10V이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기전계발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.
유기전계발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기전계발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다.
현재 고효율의 유기전계발광소자를 개발하기 위해 적절한 전자전달층, 특히 그 전자전달층을 구성하는 전자전달 화합물의 개발이 절실한 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 구동전압이 낮고 전류효율이 우수한 특성을 갖는 신규한 피리딘 유도체를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 피리딘 유도체를 포함하는 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여,
하기 [화학식 1]로 표시되는 피리딘 유도체를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 [화학식 1]에서,
R1 내지 R9, A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 시아노기, 할로겐기, 중소수 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되고,
L1 및 L2는 단결합이거나, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 6의 헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 연결기이며,
I은 1 내지 6의 정수이고,
I가 2 이상인 경우 복수의 A, B, L1, L2, R1 내지 R9는 각각 독립적으로 같거나 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 [화학식 1]의 A, B, L1, L2, R1 내지 R9는 각각 독립적으로 중수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 게르마늄기, 인 및 보론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 치환될 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,
애노드; 캐소드; 및 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 신규한 피리딘 유도체를 포함하는 전자전달층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 애노드 및 캐소드 사이의 전자전달층 중에 상기 [화학식 1]의 피리딘 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자전달층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성하는 유기전계발광소자일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, [화학식 1]로 표시되는 신규한 피리딘 유도체를 포함하는 유기전계발광소자는 저전압 구동이 가능하고 전류효율이 우수하여 발광 특성을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유기전계발광소자의 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 20 : 애노드
30 : 정공주입층 40 : 정공수송층
50 : 유기발광층 60 : 전자전달층
70 : 전자주입층 80 : 캐소드
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 신규한 피리딘 유도체로서 하기 [화학식 1]로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 [화학식 1]에서,
R1 내지 R9, A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 시아노기, 할로겐기, 중소수 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되고,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단결합이거나, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 6의 헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 연결기이며,
I은 1 내지 6의 정수이고,
I가 2 이상인 경우 복수의 A, B, L1, L2, R1 내지 R9는 각각 독립적으로 같거나 다를 수 있다.
본 발명에 따른 상기 [화학식 1]에서의 치환기는 각각 독립적으로 중수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 게르마늄기, 인 및 보론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 치환기에 의해서 치환될 수 있고, 상기 치환기에 의해 추가로 치환될 수 있다.
본 발명에 사용되는 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기, 트리플루오르메틸기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 시클로알킬기의 구체적인 예로서는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로프로필메틸기, 시클로부틸메틸기, 시클로펜틸메틸기, 시클로펜틸에틸기, 시클로헥실메틸기, 시클로헥실에틸기, 시클로헵틸메틸기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 카보사이클 방향족 분자를 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있고, 구체적인 예로는 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 4-에틸페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 4-메틸비페닐기, 4-에틸비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-메틸나프틸기, 2-메틸나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 아릴알킬기는 아릴기에서 수소 원자 중 일부가 저급알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 등과 같은 라디칼로 치환된 것을 의미하고, 구체적인 예로는 벤질메틸, 페닐에틸 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택되는 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리 방향족 화합물을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)할 수 있고, 구체적인 예로 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀린닐기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 모폴리디닐기, 피페라디닐기, 카바졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 치아졸릴기, 치아디아졸릴기, 벤조치아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 아릴옥시기는 -O- 아릴 라디칼을 의미하며, 이때 아릴기는 상기에서 정의된 바와 같고, 구체적인 예로서 페녹시, 나프톡시, 안트라세닐옥시, 페난트레닐옥시, 플루오레닐옥시, 인데닐옥시 등을 들 수 있고, 아릴옥시기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 추가로 치환가능하다.
본 발명에 사용되는 치환기인 실리기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 알케닐기의 구체적인 예로는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알케닐기를 나타내고, 3-펜테닐기, 4-헥세닐기, 5-헵테닐기, 4-메틸-3-펜테닐기, 2,4-디메틸-펜테닐기, 6-메틸-5-헵테닐기, 2,6-디메틸-5-헵테닐기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 알키닐기의 구체적인 예로는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알키닐기를 나타내고, 3-펜티닐기, 3-헥시닐기, 4-헥시닐기, 1-메틸펜티-3-이닐기, 2-메틸펜티-3-이닐기, 1-메틸헥시-3-이닐기, 2-메틸헥시-3-이닐기 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 할로겐기의 구체적인 예로는 플루오르(F), 클로린(Cl), 브롬(Br) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 "L1 및 L2가 각각 독립적으로 단결합"이라는 용어는 L1 및 L2라는 2가의 연결기가 없이 A 및 B가 각각 독립적으로 화합물과 직접결합하는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, "치환된"이라는 용어는 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로 아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인, 보론, 수소 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 상기 [화학식 1]에 따른 신규한 피리딘 유도체에 대한 구체적인 예에 의해서 본 발명이 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로 하기 [화학식 2] 내지 [화학식 145]으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00003
[화학식 2] [화학식 3]
Figure pat00004
[화학식 4] [화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6] [화학식 7]
Figure pat00006
[화학식 8] [화학식 9]
Figure pat00007
[화학식 10] [화학식 11]
Figure pat00008
[화학식 12] [화학식 13]
Figure pat00009
[화학식 14] [화학식 15]
Figure pat00010
[화학식 16] [화학식 17]
Figure pat00011
[화학식 18] [화학식 19]
Figure pat00012
[화학식 20] [화학식 21]
Figure pat00013
[화학식 22] [화학식 23]
Figure pat00014
[화학식 24] [화학식 25]
Figure pat00015
[화학식 26] [화학식 27]
Figure pat00016
[화학식 28] [화학식 29]
Figure pat00017
[화학식 30] [화학식 31]
Figure pat00018
[화학식 32] [화학식 33]
Figure pat00019
[화학식 34] [화학식 35]
Figure pat00020
[화학식 36] [화학식 37]
Figure pat00021
[화학식 38] [화학식 39]
Figure pat00022
[화학식 40] [화학식 41]
Figure pat00023
[화학식 42] [화학식 43]
Figure pat00024
[화학식 44] [화학식 45]
Figure pat00025
[화학식 46] [화학식 47]
Figure pat00026
[화학식 48] [화학식 49]
Figure pat00027
[화학식 50] [화학식 51]
Figure pat00028
[화학식 52] [화학식 53]
Figure pat00029
[화학식 54] [화학식 55]
Figure pat00030
[화학식 56] [화학식 57]
Figure pat00031
[화학식 58] [화학식 59]
Figure pat00032
[화학식 60] [화학식 61]
Figure pat00033
[화학식 62] [화학식 63]
Figure pat00034
[화학식 64] [화학식 65]
Figure pat00035
[화학식 66] [화학식 67]
Figure pat00036
[화학식 68] [화학식 69]
Figure pat00037
[화학식 70] [화학식 71]
Figure pat00038
[화학식 72] [화학식 73]
Figure pat00039
[화학식 74] [화학식 75]
Figure pat00040
[화학식 76] [화학식 77]
Figure pat00041
[화학식 78] [화학식 79]
Figure pat00042
[화학식 80] [화학식 81]
Figure pat00043
[화학식 82] [화학식 83]
Figure pat00044
[화학식 84] [화학식 85]
Figure pat00045
[화학식 86] [화학식 87]
Figure pat00046
[화학식 88] [화학식 89]
Figure pat00047
[화학식 90] [화학식 91]
Figure pat00048
[화학식 92] [화학식 93]
Figure pat00049
[화학식 94] [화학식 95]
Figure pat00050
[화학식 96] [화학식 97]
Figure pat00051
[화학식 98] [화학식 99]
Figure pat00052
[화학식 100] [화학식 101]
Figure pat00053
[화학식 102] [화학식 103]
Figure pat00054
[화학식 104] [화학식 105]
Figure pat00055
[화학식 106] [화학식 107]
Figure pat00056
[화학식 108] [화학식 109]
Figure pat00057
[화학식 110] [화학식 111]
Figure pat00058
[화학식 112] [화학식 113]
Figure pat00059
[화학식 114] [화학식 115]
Figure pat00060
[화학식 116] [화학식 117]
Figure pat00061
[화학식 118] [화학식 119]
Figure pat00062
[화학식 120] [화학식 121]
Figure pat00063
[화학식 122] [화학식 123]
Figure pat00064
[화학식 124] [화학식 125]
Figure pat00065
[화학식 126] [화학식 127]
Figure pat00066
[화학식 128] [화학식 129]
Figure pat00067
[화학식 130] [화학식 131]
Figure pat00068
[화학식 132] [화학식 133]
Figure pat00069
[화학식 134] [화학식 135]
Figure pat00070
[화학식 136] [화학식 137]
Figure pat00071
[화학식 138] [화학식 139]
Figure pat00072
[화학식 140] [화학식 141]
Figure pat00073
[화학식 142] [화학식 143]
Figure pat00074
[화학식 144] [화학식 145]
본 발명에 따른 신규한 피리딘 유도체의 제조방법은 후술하는 실시예에 구체적으로 나타내었다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 신규한 피리딘 유도체를 포함하는 전자전달층을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 신규한 피리딘 유도체가 포함된 층은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 전자전달층인 것이 바람직하며, 애노드 및 캐소드 사이에는 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 발광층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer)이 추가로 적층될 수 있고, 상기 정공수송층은 애노드로부터 정공을 주입하기 쉽게 하기 위하여 적층되는 것으로서, 상기 정공수송층의 재료로는 이온화 포텐셜이 작은 전자공여성 분자가 사용되는데, 트리페닐아민을 기본 골격으로 하는 디아민, 트리아민 또는 테트라아민 유도체를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에 의하면, 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않으며, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐벤지딘 (a-NPD) 등을 사용할 수 있다.
상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL, Hole Injecting Layer)을 추가적으로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, CuPc(copperphthalo cyanine), 스타버스트형 아민류인 TCTA(4,4',4''-tri(N-carbazolyl)triphenyl-amine), m-MTDATA(4,4',4''-tris-(3-methylphenylphenyl amino)triphenylamine) 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에 의하면, 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 전자전달층은 캐소드로부터 공급된 전자를 유기발광층으로 원활히 수송하고 상기 발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제함으로써 발광층 내에서 재결합할 수 있는 기회를 증가시키는 역할을 할 수 있는 상기 [화학식 1]로 표시되는 신규한 피리딘 유도체를 사용할 수 있다.
상기 전자전달층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선 시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL, Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li2O,BaO등의 물질을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자 등에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 발광층(50), 전자전달층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2),산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다.
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성할 수 있다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성할 수 있다.
이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 발광층(50)을 적층하고 상기 발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등을 사용할 수 있다.
이러한 정공저지층 위에 전자전달층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자전달층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
<실시예>
<합성예 1> [화학식 11]로 표시되는 화합물의 합성
(1) [화학식 1-a]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 1]에 의하여 [화학식 1-a]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 1]
Figure pat00075
[화학식 1-a]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 9-브로모안트라센 15g (0.058mol), 페닐보론산7.8g (0.0641mol), 탄산칼륨(K2CO3) 2g (0.116mol),테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 1.35g(0.0012mol),물 20mL, 톨루엔 100ml 및 테트라하이드로퓨란 100mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후 칼럼크로마토그래피를 통하여 [화학식 1-a]로 표시되는 화합물 6.4 g을 얻었다. (수율 65%)
(2) [화학식 1-b]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 2]에 의하여 [화학식 1-b]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 2]
Figure pat00076
[화학식 1-b]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 1]에서 합성한 [화학식 1-a] 9g (0.0354mol)을 클로로포름 150ml에 녹인 후 브롬 5.94g (0.0372mol)을 클로로포름 100ml에 희석시킨 용액을 천천히 적가하였다. 적가 후 12시간 동안 교반시켰다. 반응 종료 후 물 300ml를 넣어 추출한 후 유기층을 무수처리한다. 여액을 감압농축한 후, 생긴 고체를 디클로로메탄 100ml에 녹인 후 헥산 200ml를 넣어 고체를 석출시킨다. 생긴 고체를 여과한 후 톨루엔 50ml에 끊인 후 식혀 결정을 석출시켜 여과해서 [화학식 1-b]로 표시되는 화합물 10g을 얻었다. (수율 85 %)
(3) [화학식 1-c]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 3]에 의하여 [화학식 1-c]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 3]
Figure pat00077
[화학식 1-c]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 상기 [반응식 2]에서 합성한 [화학식 1-b] 10g (0.03mol)을 테트라하이드로퓨란 100ml에 녹인 후 -70℃로 냉각하였다. 냉각 후 n-뷰틸리튬(1.6헥산용액) 20.6ml(0.033mol)을 천천히 적가하였다. 저온을 유지하며 1시간 교반한 후 트리메틸보레이트 4.67g (0.045mol)을 적가한 후 상온에서 12시간 교반시켰다. 반응 종료 후 2N HCl 용액 100ml를 적가한 후 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출하였다. 유기층을 무수처리한 후 감압하여 유기용매를 제거하고, 고체를 에틸아세테이트 30ml에 녹인 후 헥산 200ml를 넣고 재결정하였다. 생긴 고체를 여과하여 [화학식 1-c]로 표시되는 화합물 5.7g을 얻었다. (수율 64%)
(4) [화학식 1-d]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 4]에 의하여 [화학식 1-d]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 4]
Figure pat00078
[화학식 1-d]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 3]에서 합성한 [화학식 1-c] 5.7g(0.019mol), 3-브로모-1-아이오도벤젠 5.9g(0.021mol), 탄산칼륨(K2CO3) 10.57g (0.076mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(Pd(PPh3)4) 1.11g(0.001mol),물 22mL, 톨루엔 45ml 및 테트라하이드로퓨란 22mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후 칼럼크로마토그래피를 통하여 [화학식 1-d]로 표시되는 화합물 6.2 g을 얻었다. (수율 79.5%)
(5) [화학식 1-e]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 5]에 의하여 [화학식 1-e]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 5]
Figure pat00079
[화학식 1-e]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 브로모나이트로벤젠 25g(0.124mol), 비스피나콜디보론 34.6g(0.136mol), 비스디페닐포스피노페로센디클로로팔라듐 2.0g (0.003mol), 칼륨 아세테이트 24.3g(0.248mol), 톨루엔 250ml를 넣고, 6시간 환류시켰다. 반응이 종결되면, 뜨거운 상태에서 여과하고 톨루엔과 물을 사용하여 추출하였다. 유기층을 황산 마그네슘으로 수분 제거하고, 감압 농축시키고, 메틸렌클로라이드와 헥산(1:10)으로 컬럼크로마토그래피로 분리하여 [화학식 1-e]로 표시되는 화합물 18.7g을 얻었다. (수율 60.5%)
(6) [화학식 1-f]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 6]에 의하여 [화학식 1-f]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 6]
Figure pat00080
[화학식 1-f]
1L 둥근 바닥 플라스크에 바이피리딘 5.0g(0.032mol), 과산화수소 30ml, 아세트산 34ml넣고, 80℃에서 12시간 환류시켰다. 같은 온도를 유지하면서 과산화수소 8.5ml을 적가시킨 후 5시간 교반시킨 다음 온도를 내리고 아세톤 417ml을 넣어 고체를 석출시켰다. 생성된 고체를 감압여과 후 아세톤을 이용해 씻어준 후 고체를 건조하여 [화학식 1-f]로 표시되는 화합물 3.4g를 얻었다. (수율 55.7%)
(7) [화학식 1-g]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 7]에 의하여 [화학식 1-g]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 7]
Figure pat00081
[화학식 1-g]
1L 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 6]로부터 얻은 [화학식 1-f]로 표시되는 화합물 4.5g(0.024mol)을 넣고 황산 13ml에 완전히 녹인 후 0℃로 냉각시켰다. 질산 11ml을 천천히 적가시킨 후 100℃에서 8시간 환류시켰다. 상온으로 온도를 내린 후 반응 용액을 차가운 물 100ml 에 천천히 적가시켰다. 생성된 고체를 감압여과 후 물을 이용해 씻어준 후 고체를 건조하여 [화학식 1-g]로 표시되는 화합물 1.7g를 얻었다. (수율 25.4%)
(8) [화학식 1-h]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 8]에 의하여 [화학식 1-h]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 8]
Figure pat00082
[화학식 1-h]
500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 7]로부터 얻은 [화학식 1-g]로 표시되는 화합물 3.8g(0.014mol), 아세틸브로마이드 41ml 넣고 아세트산 61ml에 완전히 녹인 후 교반시키면서 100℃에서 4시간 동안 가열했다. 반응이 완료된 후 온도를 내리고 4M 수산화칼륨 수용액 250ml로 중화시킨 후 생성된 고체를 감압여과 후 물을 이용해 씻어준 후 고체를 건조하여 [화학식 1-h]로 표시되는 화합물 2.5g를 얻었다. (수율 52.9%)
(9) [화학식 1-i]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 9]에 의하여 [화학식 1-i]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 9]
Figure pat00083
[화학식 1-i]
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 8]로부터 얻은 [화학식 1-h] 1.0g(0.004mol)을 아세토나이트릴 173ml에 녹인 후 포스포로스트리브로마이드 70ml을 넣고 80℃에서 6시간 동안 환류시켰다. 반응이 완료된 후 온도를 내리고 반응물을 차가운 물 340ml에 천천히 붓고 교반시키면서 수산화칼륨 수용액을 천천히 첨가하여 pH 11로 맞췄다. 메틸렌클로라이드로 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 생성된 고체를 감압여과 후 고체를 건조하여 [화학식 1-i]로 표시되는 화합물 0.5g를 얻었다. (수율 41.6%)
(10) [화학식 1-j]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 10]에 의하여 [화학식 1-j]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 10]
Figure pat00084
[화학식 1-j]
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 5]로부터 얻은 [화학식 1-e] 10g(0.040mol), 상기 [반응식 9]로부터 얻은 [화학식 1-i] 13.87g(0.044), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(Pd(PPh3)4)2.32g(0.002mol),탄산칼륨(K2CO3)22.11g(0.160mol),물 40mL, 톨루엔 80ml 및 에탄올 40mL를 투입하고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후 칼럼크로마토그래피를 통하여 [화학식 1-j]로 표시되는 화합물 9.2 g을 얻었다. (수율 64.3%)
(11) [화학식 1-k]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 11]에 의해 [화학식 1-k]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 11]
Figure pat00085
[화학식 1-k]
100ml 둥근 바닥 플라스크에 반응식 10으로부터 얻은 [화학식 1-j] 9.20g(0.026mol), 트리페닐포스핀(PPh3) 16.90g(0.065mol)과 1,2-디클로로벤젠 36.8ml를 넣고 24시간 환류한다. 반응이 종료되면 상온으로 냉각 후 메탄올 200ml로 결정을 석출시킨 후 여과하고, 여과된 고체를 컬럼크로마토그래피를 이용하여 [화학식 1-k]로 표시되는 화합물 5g을 얻었다. (수율 59.7%)
(12) [화학식 1-l]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 12]에 의해 [화학식 1-l]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 12]
Figure pat00086
[화학식 1-l]
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 11]로부터 얻은 [화학식 1-k] 5.00g(0.015mol), 3-피리딘보론산 2.28g(0.019mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐(Pd(PPh3)4) 0.89g(0.001mol), 탄산칼륨(K2CO3) 8.53g(0.062mol),물 20ml, 톨루엔 40ml와 에탄올 20ml를 넣고 24시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압농축한 후 칼럼크로마토그래피를 통하여 [화학식 1-l] 3.2 g을 얻었다. (수율 64.4%)
(13) [화학식 11]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 13]에 의해 [화학식 11]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 13]
Figure pat00087
[화학식 11]
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 12]로부터 얻은 [화학식 1-l] 3.20g(0.010mol), 상기 [반응식 4]로부터 얻은 [화학식 1-d] 4.88g(0.012mol), 쿠퍼아이오다이드 0.19g(0.001mol), 탄산칼륨(K2CO3)2.74g(0.020mol),1,10-페난스롤린 0.36g(0.002mol)과 다이메틸포름아마이드(DMF) 50ml를 넣고 24시간 환류시킨다. 반응이 종결되면 셀라이트 여과를 하고 여액을 농축한 후 컬럼크로마토그래피를 이용해서 [화학식 11]로 표시되는 화합물을 3g를 얻었다. (수율 46.4%)
MS(MALDI-TOF) : m/z 573.22[M]+
Anal. Calc. for C42H27N3C,87.93;H,4.74;N,7.32. Found C, 87.90; H, 4.75; N, 7.34.
<합성예 2> [화학식 10]으로 표시되는 화합물의 합성
(1) [화학식 2-a]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 14]에 의해 [화학식 2-a]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 14]
Figure pat00088
[화학식 2-a]
상기 [반응식 4]에 사용한 3-브로모-1-아이오도벤젠 대신 4-브로모-1-아이오돈벤젠을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 2-a]로 표시되는 화합물 6.0 g을 얻었다. (수율 73.4%)
(2) [화학식 10]으로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 15]에 의해 [화학식 10]으로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 15]
Figure pat00089
[화학식 10]
상기 [반응식 13]에서 사용한 [화학식 1-d] 대신 상기 [반응식 14]에서 합성한 [화학식 2-a]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 10] 2.8g를 얻었다. (수율 43.3%)
MS(MALDI-TOF) : m/z 573.22[M]+
Anal. Calc. for C42H27N3C,87.93;H,4.74;N,7.32. Found C, 87.91; H, 4.75; N, 7.33.
<합성예 3> [화학식 30]로 표시되는 화합물의 합성.
(1) [화학식 3-a]로 표시되는 화합물의 합성.
하기 [반응식 16]에 의해 [화학식 3-a]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 16]
Figure pat00090
[화학식 3-a]
1L 둥근 바닥 플라스크에 2,2-바이피리딘 50g(0.320mol)과 트리플로로 아세트산 240ml를 넣고 교반하면서 과산화수소 48ml를 천천히 적가하였다. 적가 후 상온에서 3시간이상 교반하였다. 반응이 종결되면 수산화나트륨 용액을 첨가하서 pH 11을 맞추었다. 메틸렌클로라이드로 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 감압건조하여 [화학식 3-a]로 표시되는 화합물 31.4g를 얻었다. (수율 58.9%)
(2) [화학식 3-b]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 17]에 의해 [화학식 3-b]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 17]
Figure pat00091
[화학식 3-b]
1L 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 16]에서 합성한 [화학식 3-a] 30g(0.174mol), 황산 233ml를 넣고 교반하면서 질산칼륨 93g을 천천히 넣어준 후 90℃에서 23시간 환류시켰다. 반응 종결 후 수산화나트륨 용액으로 pH 11을 만들고 메틸렌클로라이드로 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 헥산으로 결정을 석출하였다. 생성된 고체를 여과하여 [화학식 3-b]로 표시되는 화합물 8.3g를 얻었다. (수율 22%)
(3) [화학식 3-c]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 18]에 의해 [화학식 3-c]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 18]
Figure pat00092
[화학식 3-c]
상기 [반응식 8]에서 사용한 [화학식 1-g] 대신 상기 [반응식 17]에서 합성한 [화학식 3-b]를 사용한 것을 제외하고는 같은 방법으로 합성하여 [화학식 3-c]로 표시되는 화합물 4.4g를 얻었다. (수율 46%)
(4) [화학식 3-d]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 19]에 의해 [화학식 3-d]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 19]
Figure pat00093
[화학식 3-d]
상기 [반응식 9]에서 사용한 [화학식 1-h] 대신 상기 [반응식 18]에서 합성한 [화학식 3-c]를 사용하는 것과 아세토나이트릴 대신 클로로포름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 3-d]로 표시되는 화합물 13g를 얻었다. (수율 78.8%)
(5) [화학식 3-e]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 20]에 의해 [화학식 3-e]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 20]
Figure pat00094
[화학식 3-e]
상기 [반응식 10]에서 사용한 [화학식 1-i] 대신 상기 [반응식 19]에서 합성한 [화학식 3-d]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 3-e]로 표시되는 화합물 9.4g를 얻었다. (수율 61.3%)
(6) [화학식 3-f]로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 21]에 의해 [화학식 3-f]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 21]
Figure pat00095
[화학식 3-f]
상기 [반응식 11]에서 사용한 [화학식 1-j] 대신 상기 [반응식 20]에서 합성한 [화학식 3-e]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 3-f]로 표시되는 화합물 4.6g를 얻었다. (수율 55%)
(7) [화학식 30]으로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 22]에 의해 [화학식 30]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 22]
Figure pat00096
[화학식 30]
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 [반응식 21]로부터 얻은 [화학식 3-f] 2.30g(0.009mol), 상기 [반응식 14]로부터 얻은 [화학식 2-a] 4.61g(0.011mol), 쿠퍼아이오다이드 0.18g(0.001mol), 탄산칼륨(K2CO3) 2.59g(0.019mol), 1,10-페난스롤린 0.34g(0.002mol)과 다이메틸포름아마이드(DMF) 50ml를 넣고 24시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 셀라이트 여과를 하고 여액을 농축한 후 컬럼크로마토그래피를 이용해서 [화학식 30]으로 표시되는 화합물 1.2g를 얻었다. (수율 22.3%)
MS(MALDI-TOF) : m/z 650.25[M]+
Anal. Calc. for C47H30N4C,86.74;H,4.65;N,8.61. Found C, 86.72; H, 4.66; N, 8.62.
<합성예 4> [화학식 31]으로 표시되는 화합물의 합성
하기 [반응식 23]에 의해 [화학식 31]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[반응식 23]
Figure pat00097
[화학식 31]
상기 [반응식 22]에서 사용한 [화학식 2-a] 대신 상기 [반응식 4]에서 합성한 [화학식 1-d]를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 31]로 표시되는 화합물 1.6g을 얻었다. (수율 29.7%)
MS(MALDI-TOF) : m/z 650.25[M]+
Anal. Calc. for C47H30N4C,86.74;H,4.65;N,8.61. Found C, 86.73; H, 4.64; N, 8.63.
<실시예 1 내지 4> 상기 합성예 1 내지 4에 의해서 합성한 화합물을 포함한 유기전계발광소자의 제조
ITO 글래스의 발광 면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10-6torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 DNTPD(700Å), NPD(300Å), ADN + C545T (3%)(300Å), 본 발명에 의한 화합물 (350Å), LiF(5Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4mA에서 측정을 하였다.
[DNTPD]
Figure pat00098
[NPD]
Figure pat00099
[ADN]
Figure pat00100
[C545T]
Figure pat00101

<비교예 1>
비교예를 위한 유기전계발광소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발명에 의해 제조된 화합물 대신 하기 [Alq3]를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였다.
[Alq3]
Figure pat00102
ETL 도펀트 호스트 V J (㎃/㎠) Cd/A CIEx CIEy
Alq3 C545T ADN 6.24 10 17.86 0.26 0.63
화학식 9 C545T ADN 3.26 10 24.82 0.27 0.63
화학식 10 C545T ADN 3.30 10 25.02 0.26 0.63
화학식 29 C545T ADN 3.81 10 25.99 0.28 0.63
화학식 30 C545T ADN 3.73 10 25.86 0.28 0.63
상기 <실시예 1 내지 4>, <비교예 1> 및 [표 1]의 결과로부터, 본 발명에 따른 신규한 피리딘 유도체를 전자전달 물질로 포함하는 유기전계발광소자는 전자전달물질이 Alq3인 유기전계발광소자에 비하여 구동전압이 낮고, 전류효율이 우수한 특성을 보이므로 표시소자, 디스플레이 소자 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 [화학식 1]로 표시되는 피리딘 유도체:
    [화학식 1]
    Figure pat00103

    상기 [화학식 1]에서,
    R1 내지 R9, A 및 B는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 40의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 40의 알키닐기, 시아노기, 할로겐기, 중소수 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    L1 및 L2는 단결합이거나, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬렌, N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 6의 헤테로시클로알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아릴렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2가의 연결기이며,
    I은 1 내지 6의 정수이고,
    I가 2 이상인 경우 복수의 A, B, L1, L2, R1 내지 R9는 각각 독립적으로 같거나 다를 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 [화학식 1]의 A, B, L1, L2, R1 내지 R9는 각각 독립적으로 중수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 3 내지 50의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 게르마늄기, 인 및 보론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 치환되는 것을 특징으로 하는 피리딘 유도체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하기 [화학식 2]내지 [화학식 145]로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피리딘 유도체:
    Figure pat00104

    [화학식 2] [화학식 3]
    Figure pat00105

    [화학식 4] [화학식 5]
    Figure pat00106

    [화학식 6] [화학식 7]
    Figure pat00107

    [화학식 8] [화학식 9]
    Figure pat00108

    [화학식 10] [화학식 11]
    Figure pat00109

    [화학식 12] [화학식 13]
    Figure pat00110

    [화학식 14] [화학식 15]
    Figure pat00111

    [화학식 16] [화학식 17]
    Figure pat00112

    [화학식 18] [화학식 19]
    Figure pat00113

    [화학식 20] [화학식 21]
    Figure pat00114

    [화학식 22] [화학식 23]
    Figure pat00115

    [화학식 24] [화학식 25]
    Figure pat00116

    [화학식 26] [화학식 27]
    Figure pat00117

    [화학식 28] [화학식 29]
    Figure pat00118

    [화학식 30] [화학식 31]
    Figure pat00119

    [화학식 32] [화학식 33]
    Figure pat00120

    [화학식 34] [화학식 35]
    Figure pat00121

    [화학식 36] [화학식 37]
    Figure pat00122

    [화학식 38] [화학식 39]
    Figure pat00123

    [화학식 40] [화학식 41]
    Figure pat00124

    [화학식 42] [화학식 43]
    Figure pat00125

    [화학식 44] [화학식 45]
    Figure pat00126

    [화학식 46] [화학식 47]
    Figure pat00127

    [화학식 48] [화학식 49]
    Figure pat00128

    [화학식 50] [화학식 51]
    Figure pat00129

    [화학식 52] [화학식 53]
    Figure pat00130

    [화학식 54] [화학식 55]
    Figure pat00131

    [화학식 56] [화학식 57]
    Figure pat00132

    [화학식 58] [화학식 59]
    Figure pat00133

    [화학식 60] [화학식 61]
    Figure pat00134

    [화학식 62] [화학식 63]
    Figure pat00135

    [화학식 64] [화학식 65]
    Figure pat00136

    [화학식 66] [화학식 67]
    Figure pat00137

    [화학식 68] [화학식 69]
    Figure pat00138

    [화학식 70] [화학식 71]
    Figure pat00139

    [화학식 72] [화학식 73]
    Figure pat00140

    [화학식 74] [화학식 75]
    Figure pat00141

    [화학식 76] [화학식 77]
    Figure pat00142

    [화학식 78] [화학식 79]
    Figure pat00143

    [화학식 80] [화학식 81]
    Figure pat00144

    [화학식 82] [화학식 83]
    Figure pat00145

    [화학식 84] [화학식 85]
    Figure pat00146

    [화학식 86] [화학식 87]
    Figure pat00147

    [화학식 88] [화학식 89]
    Figure pat00148

    [화학식 90] [화학식 91]
    Figure pat00149

    [화학식 92] [화학식 93]
    Figure pat00150

    [화학식 94] [화학식 95]
    Figure pat00151

    [화학식 96] [화학식 97]
    Figure pat00152

    [화학식 98] [화학식 99]
    Figure pat00153

    [화학식 100] [화학식 101]
    Figure pat00154

    [화학식 102] [화학식 103]
    Figure pat00155

    [화학식 104] [화학식 105]
    Figure pat00156

    [화학식 106] [화학식 107]
    Figure pat00157

    [화학식 108] [화학식 109]
    Figure pat00158

    [화학식 110] [화학식 111]
    Figure pat00159

    [화학식 112] [화학식 113]
    Figure pat00160

    [화학식 114] [화학식 115]
    Figure pat00161

    [화학식 116] [화학식 117]
    Figure pat00162

    [화학식 118] [화학식 119]
    Figure pat00163

    [화학식 120] [화학식 121]
    Figure pat00164

    [화학식 122] [화학식 123]
    Figure pat00165

    [화학식 124] [화학식 125]
    Figure pat00166

    [화학식 126] [화학식 127]
    Figure pat00167

    [화학식 128] [화학식 129]
    Figure pat00168

    [화학식 130] [화학식 131]
    Figure pat00169

    [화학식 132] [화학식 133]
    Figure pat00170

    [화학식 134] [화학식 135]
    Figure pat00171

    [화학식 136] [화학식 137]
    Figure pat00172

    [화학식 138] [화학식 139]
    Figure pat00173

    [화학식 140] [화학식 141]
    Figure pat00174

    [화학식 142] [화학식 143]
    Figure pat00175

    [화학식 144] [화학식 145]
  4. 애노드;
    캐소드;및
    상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 피리딘 유도체를 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피리딘 유도체는 상기 애노드 및 캐소드 사이의 전자전달층 중에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자전달층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
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