KR20120031684A - 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120031684A
KR20120031684A KR1020100093217A KR20100093217A KR20120031684A KR 20120031684 A KR20120031684 A KR 20120031684A KR 1020100093217 A KR1020100093217 A KR 1020100093217A KR 20100093217 A KR20100093217 A KR 20100093217A KR 20120031684 A KR20120031684 A KR 20120031684A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
compound
aryl
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020100093217A
Other languages
English (en)
Inventor
김혜미
신효님
나홍엽
김봉옥
Original Assignee
롬엔드하스전자재료코리아유한회사
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 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 filed Critical 롬엔드하스전자재료코리아유한회사
Priority to KR1020100093217A priority Critical patent/KR20120031684A/ko
Publication of KR20120031684A publication Critical patent/KR20120031684A/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
    • H10K85/649—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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • 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
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/655—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only sulfur as 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
    • H10K85/649—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

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하고 있는 유기 전계 발광 소자 에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 기존 재료에 비해 발광 효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 우수할 뿐만 아니라 전력효율의 상승을 유도하여 소비전력이 개선된 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.

Description

신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자{Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same}
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하고 있는 유기 전계 발광 소자 에 관한 것이다.
표시 소자 중, 전기 발광 소자(electroluminescence device: EL device)는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있으며, 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사에서는 발광층 형성용 재료로서 저분자인 방향족 디아민과 알루미늄 착물을 이용하고 있는 유기 EL 소자를 처음으로 개발하였다[Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987].
OLED에서 발광 효율을 결정하는 가장 중요한 요인은 발광 재료이다. 발광 재료로는 현재까지 형광 재료가 널리 사용되고 있으나, 전기발광의 메커니즘 상 인광 재료의 개발은 이론적으로 4배까지 발광 효율을 개선시킬 수 있는 가장 좋은 방법 중 하나이다. 현재까지 이리듐(III)착물 계열이 인광 발광 재료로 널리 알려져 있으며, 각 RGB 별로는 (acac)Ir(btp)2, Ir(ppy)3 및 Firpic 등의 재료가 알려져 있다. 특히, 최근 일본, 구미에서 많은 인광 재료들이 연구되어지고 있다.
Figure pat00001
한편, 인광 발광체의 호스트 재료로는 현재까지 CBP가 가장 널리 알려져 있으며, BCP 및 BAlq 등의 정공차단층을 적용한 고효율의 OLED가 공지되어 있으며, 일본의 파이오니어 등에서는 BAlq 유도체를 호스트로 이용한 고성능의 OLED가 공지되어 있다.
Figure pat00002
그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮고 열적 안정성이 매우 좋지 않아서, 진공 하에서 고온 증착 공정을 거칠 때, 물질이 변하는 등 단점을 갖고 있다. OLED에서 전력효율 = (π/전압) × 전류효율 이므로, 전력효율은 전압에 반비례하는데, OLED의 소비 전력이 낮으려면 전력 효율이 높아야한다. 실제 인광 발광 재료를 사용한 OLED는 형광 발광 재료를 사용한 OLED에 비해 전류 효율(cd/A)이 상당히 높으나, 인광 발광 재료의 호스트로 BAlq 나 CBP 등 종래의 재료를 사용할 경우, 형광재료를 사용한 OLED에 비해 구동 전압이 높아서 전력 효율(lm/w)면에서 큰 이점이 없었다. 또한, OLED 소자에서의 수명 측면에서도 결코 만족할만한 수준이 되질 못하여 더욱 안정되고, 더욱 성능이 뛰어난 호스트 재료의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 첫째로, 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 기존의 재료보다 발광 효율 및 소자 수명이 좋으며, 적절한 색좌표를 갖는 우수한 골격의 유기 발광 화합물을 제공하는 것이며 둘째로, 상기 유기 발광 화합물을 발광 재료로서 채용하는 고효율 및 장수명의 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 기존 재료에 비해 발광 효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 우수할 뿐만 아니라 전력효율의 상승을 유도하여 소비전력이 개선된 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
[상기 화학식 1에서,
X는 -O-, -S-, -C(R21)(R22)-, -Si(R23)(R24)- 또는 -N(R25)-이고;
R1 내지 R16은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, -N(R31)(R32), -Si(R33)(R34)(R35), -S(R36), -O(R37), 시아노 또는 나이트로이고, 상기 R9 내지 R16은 각각 독립적으로 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알킬렌 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며, 단, R1 내지 R16 중 반드시 하나 이상은 수소 이외의 치환체이고;
R21 내지 R25 및 R31 내지 R37는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이거나 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알킬렌 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있고;
상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.]
본 발명에 기재된 「알킬」, 「알콕시」 및 그 외 「알킬」부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함하고, 「시클로알킬」은 단일 고리계 뿐만 아니라 치환 또는 비치환된 아다만틸 또는 치환 또는 비치환된 (C7-C30)바이시클로알킬과 같은 여러 고리계 탄화수소도 포함한다. 본 발명에 기재된 「아릴」은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 다수개의 아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 나프틸은 1-나프틸 및 2-나프틸을 포함하며, 안트릴은 1-안트릴, 2-안트릴 및 9-안트릴을 포함하며, 플루오레닐은 1-플루오레닐, 2-플루오레닐, 3-플루오레닐, 4-플루오레닐 및 9-플루오레닐을 모두 포함한다. 본 발명에 기재된 「헤테로아릴」은 방향족 고리 골격 원자로서 B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 5 내지 6원 단환 헤테로아릴, 및 하나 이상의 벤젠 환과 축합된 다환식 헤테로아릴이며, 부분적으로 포화될 수도 있다. 또한, 본 발명에서의 헤테로아릴은 하나 이상의 헤테로아릴이 단일결합으로 연걸된 형태도 포함한다. 상기 헤테로아릴기는 고리내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴 그룹을 포함한다. 구체적인 예로 퓨릴, 티오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아진일, 테트라진일, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 퓨라잔일, 피리딜, 피라진일, 피리미딘일, 피리다진일 등의 단환 헤테로아릴, 벤조퓨란일, 벤조티오펜일, 이소벤조퓨란일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 카바졸릴, 페난트리딘일, 벤조디옥솔릴 등의 다환식 헤테로아릴 및 이들의 상응하는 N-옥사이드(예를 들어, 피리딜 N-옥사이드, 퀴놀릴 N-옥사이드), 이들의 4차 염 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 기재되어 있는 ‘(C1-C30)알킬’기는 (C1-C20)알킬 또는 (C1-C10)알킬을 포함하고, ‘(C6-C30)아릴’기는 (C6-C20)아릴 또는 (C6-C12)아릴을 포함한다. ‘(C3-C30)헤테로아릴’기는 (C3-C20)헤테로아릴 또는 (C3-C12)헤테로아릴을 포함하고, ‘(C3-C30)시클로알킬’기는 (C3-C20)시클로알킬 또는 (C3-C7)시클로알킬을 포함한다. ‘(C2-C30)알케닐 또는 알키닐’기는 (C2-C20)알케닐 또는 알키닐, (C2-C10)알케닐 또는 알키닐을 포함한다.
또한 본 발명에 기재되어 있는 “치환 또는 비치환”이라는 기재에서 ‘치환’은 비치환된 치환기에 더 치환되는 경우를 뜻하며, 상기 R1 내지 R16, R21 내지 R25 및 R31 내지 R37에 더 치환되는 치환기는 서로 독립적으로 중수소, 할로겐, 할로겐이 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, (C6-C30)아릴, (C6-C30)아릴이 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 방향족고리가 하나이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, (C3-C30)시클로알킬, 방향족고리가 하나이상 융합된 (C6-C30)시클로알킬, RaRbRcSi-, (C2-C30)알케닐, (C2-C30)알키닐, 시아노, 카바졸릴, -NRdRe, -BRfRg, -PRhRi, -P(=O)RjRk, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, RlZ-, RmC(=O)-, RmC(=O)O-, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고, Ra 내지 Rl는 서로 독립적으로 (C1-C30)알킬, (C6-C30)아릴 또는 (C3-C30)헤테로아릴이고; Z는 S 또는 O이고; Rm는 (C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, (C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아릴옥시인 것을 의미한다.
더욱 구체적으로, 상기 X는 -O-, -S-, -C(R21)(R22)- 또는 -Si(R23)(R24)-이고; R1 내지 R7은 서로 독립적으로 수소, (C6-C30)아릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C6-C30)아릴(C1-C30)알킬실릴, (C3-C30)헤테로아릴 또는 N-카바졸릴이고, 상기 헤테로아릴은 (C6-C30)아릴이 더 치환될 수 있고;
Figure pat00004
는 하기 구조에서 선택되고;
Figure pat00005
R21 내지 R24, R' 및 R''는 서로 독립적으로 (C1-C30)알킬 또는 (C3-C30)아릴이고;
R'''는 하기에서 선택되는 치환기이다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물로서 예시될 수 있으나, 하기 화합물이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
본 발명에 따른 유기 발광 화합물 중 R13이 치환된 경우에 대한 반응식을 하기에 도시하였으며, 이와 유사하거나 이미 알려져 있는 유기반응을 통하여 본 발명의 유기 발광화합물을 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00017
또한, 본 발명은 유기 전계 발광 소자를 제공하며, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어진 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1의 유기 발광 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층에서 상기 화학식 1의 유기 발광 화합물은 호스트 물질로 사용되어진다.
상기 발광층에서 상기 화학식 1의 유기발광화합물이 호스트로 사용되어질 때 하나 이상의 인광 도판트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 인광 도판트는 특별히 제한되지는 않으나, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 적용되는 인광 도판트는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
M 1 L 101 L 102 L 103
여기서 M1은 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족 및 16족의 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 리간드 L101, L102 및 L103 는 서로 독립적으로 하기 구조로부터 선택되어진다.
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
[상기 화학식 2에서,
R201 내지 R203은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C30)알킬, (C1-C30)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴 또는 할로겐이고;
R204 내지 R219는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된(C1-C30)알콕시, 치환 또는 비치환된(C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된(C2-C30)알케닐, 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 모노 또는 치환 또는 비치환된 디-(C1-C30)알킬아미노, 치환 또는 비치환된 모노 또는 디-(C6-C30)아릴아미노, SF5, 치환 또는 비치환된 트리(C1-C30)알킬실릴, 치환 또는 비치환된 디(C1-C30)알킬(C6-C30)아릴실릴, 치환 또는 비치환된 트리(C6-C30)아릴실릴, 시아노 또는 할로겐이고;
R220 내지 R223는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C30)알킬 또는 (C1-C30)알킬이 치환되거나 치환되지 않은 (C6-C30)아릴이고;
R224 및 R225는 서서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴 또는 할로겐이거나, R224와 R225는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 (C3-C12)알킬렌 또는 (C3-C12)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성하며;
R226은 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된(C5-C30)헤테로아릴 또는 할로겐이고;
R227 내지 R229은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된(C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴 또는 할로겐이고;
Q는
Figure pat00022
,
Figure pat00023
또는 이며, R231 내지 R242는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐이 치환되거나 치환되지 않은 (C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, 할로겐, 치환 또는 비치환된(C6-C30)아릴, 시아노, 치환 또는 비치환된(C5-C30)시클로알킬이거나, 인접한 치환체와 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 스피로 고리 또는 융합고리를 형성할 수 있거나, R207 또는 R208과 알킬렌 또는 알케닐렌으로 연결되어 포화 또는 불포화의 융합고리를 형성할 수 있다.]
상기 화학식 2의 도판트 화합물은 하기 구조의 화합물로 예시될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 화학식 1의 유기 발광 화합물을 포함하고, 동시에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물은 출원번호 제10-2008-0123276호, 제10-2008-0107606호 또는 제10-2008-0118428호에 예시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 유기물층에 상기 화학식 1의 유기 발광 화합물 이외에 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 착체화합물을 더 포함할 수도 있고, 상기 유기물층은 발광층 및 전하생성층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기물층에 상기 유기 발광 화합물 이외에 청색, 적색 또는 녹색 발광 화합물을 포함하는 유기발광층 하나 이상을 동시에 포함하여 백색 발광을 하는 유기 전계 발광 소자를 형성할 수 있다. 상기 청색, 녹색 또는 적색 발광을 하는 화합물은 출원번호 제10-2008-0123276호, 제10-2008-0107606호 또는 제10-2008-0118428호에 예시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 내측표면에, 칼코제나이드(chalcogenide)층, 할로겐화 금속층 및 금속 산화물층으로부터 선택되는 일층(이하, 이들을 "표면층"이라고 지칭함) 이상을 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 발광 매체층 측의 양극 표면에 규소 및 알루미늄의 금속의 칼코제나이드(산화물을 포함한다)층을, 또한 발광매체층 측의 음극 표면에 할로겐화 금속층 또는 금속 산화물층을 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동의 안정화를 얻을 수 있다. 상기 칼코제나이드로서는 예컨대 SiOx(1≤X≤2), AlOX(1≤X≤1.5), SiON, SiAlON 등을 바람직하게 들 수 있으며, 할로겐화 금속으로서는 예컨대 LiF, MgF2, CaF2, 불화 희토류 금속 등을 바람직하게 들 수 있으며, 금속 산화물로서는 예컨대 Cs2O, Li2O, MgO, SrO, BaO, CaO 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 이렇게 제작된 한 쌍의 전극의 적어도 한쪽의 표면에 전자 전달 화합물과 환원성 도판트의 혼합 영역 또는 정공 전달 화합물과 산화성 도판트의 혼합 영역을 배치하는 것도 바람직하다. 이러한 방식으로, 전자 전달 화합물이 음이온으로 환원되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 전자를 주입 및 전달하기 용이해진다. 또한, 정공 전달 화합물은 산화되어 양이온으로 되므로 혼합 영역으로부터 발광 매체에 정공을 주입 및 전달하기 용이해진다. 바람직한 산화성 도판트로서는 각종 루이스산 및 억셉터(acceptor) 화합물을 들 수 있다. 바람직한 환원성 도판트로서는 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한 환원성 도판트층을 전하생성층으로 사용하여 두 개 이상의 발광층을 가진 백색 유기 전계 발광소자를 제작할 수 도 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 화합물은 발광 효율이 좋고 재료의 수명특성이 뛰어나 소자의 구동수명이 매우 우수한 OLED 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
이하에서, 본 발명의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 대표 화합물을 들어 본 발명에 따른 유기 발광 화합물, 이의 제조방법 및 소자의 발광특성을 설명하나, 이는 단지 그 실시 양태를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[제조예 1] 화합물 3의 제조
Figure pat00037
화합물 1-1 의 제조
다이벤조[b,d]티오펜-4-일보론산 5g(22mmol), 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌 15.5g(44mmol), Pd(PPh3)4 1g(0.88mmol) 및 Na2CO3 6.9g(66mmol)을 톨루엔/에탄올 100mL/50mL에 녹인 다음 100℃에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 완결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적화합물 1-1 4.8g (48%)을 얻었다.
화합물 3 의 제조
화합물 1-1 3.1g(6.8mmol), 트리페닐렌-2-일보론산 1.6g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인 다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 3 2.2g(65%)를 얻었다.
MS/FAB found 603, calculated 602.78
[제조예 2] 화합물 5의 제조
Figure pat00038
화합물 1-1 3.2g(6.8mmol), 9-페닐-9H-카바졸-3-일보론산 1.6g (5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인 다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 5 2.2g(62%)를 얻었다.
MS/FAB found 618, calculated 617.80
[제조예 3] 화합물 7의 제조
Figure pat00039
화합물 3-1 의 제조
화합물 1-1 4.5g(9.9mmol)을 THF 100mL에 녹인 다음 -78℃로 냉각, n-BuLi 4.4mL(2.5M in hexane , 10.9mmol)을 천천히 첨가하고 1시간 동안 교반하였다. 여기에 트라이아이소프로필보레이트 2.7mL(12.9 mmol)을 천천히 첨가하고 온도를 서서히 올려 실온에서 하루 동안 교반하였다. 반응이 완결되면 2M HCl 수용액으로 quenching하고, EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 3-1 2.8g(68%)를 얻었다.
화합물 7 의 제조
2-클로로-4,6-다이페닐피리미딘 1.8g(6.8mmol), 화합물 3-1 2.4g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 7 2.2g(65%)를 얻었다.
MS/FAB found 607, calculated 606.78
[제조예 4] 화합물 10의 제조
Figure pat00040
4-(바이페닐-4-일)-2-클로로퀴나졸린 2.2g(6.8mmol), 화합물 3-1 2.4g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 10 2.2g(59%)를 얻었다.
MS/FAB found 657, calculated 656.84
[제조예 5] 화합물 11의 제조
Figure pat00041
화합물 1-1 3.2g(6.8mmol), 3-(트리페닐렌-2-일)페닐보론산 2.0g (5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 11 2.6g(67%)를 얻었다.
MS/FAB found 679, calculated 678.88
[제조예 6] 화합물 12의 제조
Figure pat00042
2-클로로-4-(4-(트리페닐실릴)페닐)피리미딘 3.1g(6.8mmol), 화합물 3-1 2.4g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 12 3.2g(72%)를 얻었다.
MS/FAB found 790, calculated 789.07
[제조예 7] 화합물 16의 제조
Figure pat00043
화합물 7-1 의 제조
마그네슘 4.9g(200mmol)에 디에틸에테르 50mL를 넣고 디에틸에테르 150mL에 묽힌 브로모벤젠 31.40g(200mmol)을 천천히 적가 한다. 반응액을 3시간동안 환류교반시킨다. 디에틸에테르 40mL에 2,7-디브로모플루오레논 33.8g(100mmol)을 녹인 후 이를 반응 혼합물에 서서히 적가한다. 적가 완료후 12시간 동안 환류교반 시킨다. 반응 완료 후 생긴 침전물을 감압여과하여 화합물 7-1 41.5g(100 mmol)을 얻었다.
화합물 7-2 의 제조
화합물 7-1 41.5g(100mmol)을 벤젠 145mL에 녹여 온도를 서서히 올리면서 트리플루오로메탄술폰산 45mL에 천천히 적가한다. 100℃에서 30분 교반한 후 반응액을 얼음물에 가하여 생성되는 고체를 감압여과하고 메탄올 50mL, 디에틸에테르 100mL로 세척한후 감압 건조하여 화합물 7-2 27.13g(57mmol)을 연노랑색의 고체로 얻었다.
화합물 7-3 의 제조
다이벤조[b,d]티오펜-4-일보론산 5g(22mmol), 화합물 7-2 21g(44mmol), Pd(PPh3)4 1g (0.88mmol) 및 Na2CO3 6.9g(66mmol)을 톨루엔/에탄올 100mL/50mL에 녹인 다음 100℃에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 완결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적화합물 7-3 7.1g(56%)을 얻었다.
화합물 16 의 제조
화합물 7-3 3.9g(6.8mmol), 9-페닐-9H-카바졸-3-일보론산 1.6g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 16 2.7g(64%)를 얻었다.
MS/FAB found 742, calculated 741.94
[제조예 8] 화합물 22의 제조
Figure pat00044
화합물 8-1 의 제조
메틸 1-브로모-2-나프토에이트 40.5g(152.6mmol)과 나프탈렌-1-일보론산 31.5g(183.2mmol)과 Pd(PPh3)4 8.8g(7.62mmol)를 2구 플라스크에 첨가하였다. 톨루엔 1L를 첨가하면서 교반을 시키고 2M K2CO3 228mL(458mmol)와 에탄올 228mL를 첨가하였다. 100℃에서 5시간동안 환류시킨다. 반응이 종결되면 실온으로 냉각시킨 후 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 다음 회전 증발기로 용매를 제거한 후 헥산과 EA를 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피 작업으로 화합물 8-1 41.5g(87%)를 수득하였다.
화합물 8-2 의 제조
화합물 8-1 28.6g(91.49mmol)를 1구 플라스크에 넣고 진공 분위기로 만들고 아르곤으로 채웠다. THF 1L를 넣고 -75℃에서 10분간 교반시켰다. MeLi(1.6 M in hexane) 257mL(0.41mol)를 첨가하고 -75℃에서 10분간 교반하고 상온에서 3시간 교반시켰다. 반응이 종결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 다음 회전 증발기로 용매를 제거한 후 헥산과 EA를 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피 작업으로 화합물 8-2 23.7g(83%)를 수득하였다.
화합물 8-3 의 제조
화합물 8-2 23.8g(76.23mmol)을 1구 플라스크에 넣고 AcOH 300mL를 넣어 0℃에서 10분간 교반하였다. H3PO4 400mL를 첨가하고 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 NaOH로 중화시키고 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 다음 회전 증발기로 용매를 제거한 후 헥산과 EA를 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피 작업으로 화합물 8-3 16.2g(72%)를 수득하였다.
화합물 8-4 의 제조
화합물 8-3 13.5g(55.25mmol)를 1구 플라스크에 넣고 진공 분위기로 만들고 아르곤으로 채웠다. THF 500mL를 넣고 0℃에서 10분간 교반하였다. NBS 29.4g(165.8mmol)를 첨가하고 상온에서 하루 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 다음 회전 증발기로 용매를 제거한 후 헥산과 EA를 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피 작업으로 화합물 8-4 18.2g(73%)를 수득하였다.
화합물 8-5 의 제조
다이벤조[b,d]티오펜-4-일보론산 5g(22mmol), 화합물 8-4 19.9g(44mmol), Pd(PPh3)4 1g(0.88mmol) 및 Na2CO3 6.9g(66mmol)을 톨루엔/에탄올 100mL/50mL에 녹인 다음 100℃에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 완결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적화합물 8-5 6.8g(56%)을 얻었다.
화합물 22 의 제조
화합물 8-5 3.8g(6.8mmol), 9-페닐-9H-카바졸-3-일보론산 1.6g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 22 2.4g(59%)를 얻었다.
MS/FAB found 718, calculated 717.92
[제조예 9] 화합물 23의 제조
Figure pat00045
화합물 9-1 의 제조
다이벤조[b,d]퓨란-4-일보론산 4.7g(22mmol), 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌 15.5g(44mmol), Pd(PPh3)4 1g(0.88mmol) 및 Na2CO3 6.9g(66mmol)을 톨루엔/에탄올 100mL/50mL에 녹인 다음 100℃에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 완결되면 증류수와 EA로 추출하였다. 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 디클로로메탄과 헥산을 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적화합물 9-1 5.0g(52%)을 얻었다.
화합물 9-2 의 제조
화합물 9-1 4.3g(9.9mmol)을 THF 100mL에 녹인 다음 -78℃로 냉각, n-BuLi 4.4mL(2.5M in hexane, 10.9mmol)을 천천히 첨가하고 1시간 동안 교반하였다. 여기에 트라이아이소프로필보레이트 2.7mL(12.9mmol)을 천천히 첨가하고 온도를 서서히 올려 실온에서 하루 동안 교반하였다. 반응이 완결되면 2M HCl 수용액으로 quenching하고, EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 9-2 2.1g(52%)를 얻었다.
화합물 23 의 제조
2-클로로-4,6-다이페닐-1,3,5-트리아진 1.9g(6.8mmol), 화합물 9-2 2.3g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 23 2.0g(59%)를 얻었다.
MS/FAB found 592, calculated 591.70
[제조예 10] 화합물 28의 제조
Figure pat00046
화합물 10-1 의 제조
2-나프톨 20.0g(138.8mmol), NaHSO3 28.8g(277.4mmol), 증류수 160mL, 4-브로모페닐하이드라진 31.2mL(166.4mmol)를 넣고 120℃로 가열시켰다. 12시간 후 증류수를 넣고 생성된 고체를 감압 여과하였다. 얻어진 고체를 염산 수용액에 넣고 100℃로 가열시켰다. 한시간 후 디클로로메탄으로 추출하고 증류수와 NaOH 수용액으로 씻어주었다. 컬럼 분리하여 화합물 10-1 9.2g(31.0mmol, 22.4%)을 얻었다.
화합물 10-2 의 제조
화합물 10-1 9.2g(31.0mmol), Cu 2.0g(31.0mmol), 18-crown-6 0.4g(1.6mmol), K2CO3 12.8g(93.2mmol), 1,2-디클로로벤젠 100mL을 섞고 180℃로 12시간동안 환류교반시켰다. 상온으로 냉각하고 감압 증류한 후 디클로로메탄으로 추출하고 증류수로 씻어주었다. MgSO4로 건조시킨 후 감압 증류하고, 컬럼 분리하여 화합물 10-2 9.1g(20.3mmol, 65.7%)을 얻었다.
화합물 10-3 의 제조
화합물 10-2 9.1g(20.4mmol)을 질소 존재하에서, THF 250mL를 첨가한 후 -78℃로 냉각시켰다. n-뷰틸리튬(2.5M in Hexane) 12.2mL(30.6mmol)을 천천히 첨가한 뒤 1시간 동안 저온을 유지하며 교반시켰다. -78℃에서 B(i-pro)3 8.8mL(40.8mmol)을 첨가한 뒤 1시간동안 교반시켰다. 반응이 끝나면 0℃에서 1M HCl을 첨가한 뒤 증류수로 씻어주고 EA로 추출한 뒤 유기층을 MgSO4로 건조시킨 후 회전 증발기로 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피로 정제하여 화합물 10-3 7.3g(17.7mmol, 86%)를 얻었다.
화합물 28 의 제조
화합물 1-1 3.2g(6.8mmol), 화합물 10-3 2.4g(5.7mmol), Pd(PPh3)4 0.4g(0.29mmol) 및 K2CO3 3.1g(17.1mmol)을 톨루엔/에탄올 40mL/20mL에 녹인다음 120℃에서 12시간 교반하였다. 반응이 완결되면 EA/H2O로 추출, MgSO4로 수분을 제거한 후, 감압증류 하였다. 이를 컬럼(MC/Hexane)으로 분리하여 목적 화합물 28 2.6g(62%)를 얻었다.
MS/FAB found 744, calculated 743.95
[실시예 1] 본 발명에 따른 유기 발광 화합물을 이용한 OLED 소자 제작
본 발명의 발광 재료를 이용한 구조의 OLED 소자를 제작하였다. 우선, OLED용 글래스(삼성-코닝사 제조)로부터 얻어진 투명전극 ITO 박막(15 Ω/□)을, 트리클로로에틸렌, 아세톤, 에탄올, 증류수를 순차적으로 사용하여 초음파 세척을 실시한 후, 이소프로판올에 넣어 보관한 후 사용하였다. 다음으로, 진공 증착 장비의 기판 폴더에 ITO 기판을 설치하고, 진공 증착 장비 내의 셀에 2-TNATA [4,4',4"-tris(N,N-(2-naphthyl)-phenylamino)triphenylamine]을 넣고, 챔버 내의 진공도가 10-6 torr에 도달할 때까지 배기시킨 후, 셀에 전류를 인가하여 2-TNATA를 증발시켜 ITO 기판 상에 60 nm 두께의 정공주입층을 증착하였다. 이어서, 진공 증착 장비 내의 다른 셀에 NPB [N,N'-bis(α-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamine]을 넣고, 셀에 전류를 인가하여 NPB를 증발시켜 정공주입층 위에 20 nm 두께의 정공전달층을 증착하였다. 정공주입층, 정공전달층을 형성시킨 후, 그 위에 발광층을 다음과 같이 증착시켰다. 진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트로서 본 발명에 따른 화합물 20을 넣고, 또 다른 셀에는 도판트로서 (piq)2Ir(acac)[bis(1-phenylisoquinolinato)(acetylacetonate)iridium(III)]를 각각 넣은 후, 두 물질을 다른 속도로 증발시켜 4 내지 10중량%으로 도핑함으로써 상기 정공 전달층 위에 30 nm 두께의 발광층을 증착하였다. 이어서 상기 발광층 위에 전자전달층으로써 Alq [tris(8-hydroxyquinoline)-aluminum(III)]를 20 nm 두께로 증착한 다음, 전자주입층으로 Liq [lithium quinolate]를 1 내지 2 nm 두께로 증착한 후, 다른 진공 증착 장비를 이용하여 Al 음극을 150 nm의 두께로 증착하여 OLED소자를 제작하였다.
재료 별로 각 화합물은 10-6 torr 하에서 진공 승화 정제하여 OLED 발광재료로 사용하였다.
그 결과, 6.5 V의 전압에서 15.5 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1020 cd/m2의 적색발광이 확인되었다.
[실시예 2] 본 발명에 따른 유기발광화합물을 이용한 OLED 소자 제작
발광층에서 호스트 재료로서 본 발명에 따른 화합물 27을 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 6.6 V의 전압에서 15.4 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1030 cd/m2의 적색발광이 확인되었다.
[실시예 3] 본 발명에 따른 유기발광화합물을 이용한 OLED 소자 제작
발광층에서 호스트 재료로서 본 발명에 따른 화합물 3을 이용하고, 발광 도판트로서 유기 이리듐 착물 Ir(ppy)3[tris(2-phenylpyridine)iridium]을 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 6.6 V의 전압에서 3.9 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1030 cd/m2의 녹색발광이 확인되었다.
[실시예 4] 본 발명에 따른 유기발광화합물을 이용한 OLED 소자 제작
발광층에서 호스트 재료로서 본 발명에 따른 화합물 8을 이용하고, 발광 도판트로서 유기 이리듐 착물Ir(ppy)3을 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 6.5 V의 전압에서 4.0 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1060 cd/m2의 녹색발광이 확인되었다.
[실시예 5] 본 발명에 따른 유기발광화합물을 이용한 OLED 소자 제작
발광층에서 호스트 재료로서 본 발명에 따른 화합물 13을 이용하고, 발광 도판트로서 유기 이리듐 착물Ir(ppy)3을 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 6.7 V의 전압에서 3.9 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1050 cd/m2의 녹색발광이 확인되었다.
[비교예 1] 종래의 발광 재료를 이용한 OLED 소자의 발광 특성
진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트 재료로서 본 발명의 화합물 대신 4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl (CBP), 도판트로서 (piq)2Ir(acac)을 이용하고, 정공차단층으로 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)(p-페닐페놀레이토)알루미늄(III) (BAlq)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 7.5 V의 전압에서 15.3 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1000 cd/m2의 적색발광이 확인되었다.
[비교예 2] 종래의 발광 재료를 이용한 OLED 소자의 발광 특성
진공 증착 장비 내의 한쪽 셀에 호스트 재료로서 본 발명의 화합물 대신 4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP), 도판트로서 Ir(ppy)3을 이용하고, 정공차단층으로 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이토)(p-페닐페놀레이토)알루미늄(III) (BAlq)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 OLED소자를 제작하였다.
그 결과, 7.5 V의 전압에서 3.8 mA/cm2의 전류가 흘렀으며, 1000 cd/m2의 녹색발광이 확인되었다.
본 발명에서 개발한 유기 발광 화합물들의 발광 특성이 종래의 재료 대비 우수한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 발명에 따른 유기 발광 화합물을 발광용 호스트 재료로 사용한 소자는 발광특성이 뛰어날 뿐만 아니라 구동전압을 강하시켜줌으로써 전력효율의 상승을 유도하여 소비전력을 개선시킬 수 있었다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기 발광 화합물.
    [화학식 1]
    Figure pat00047

    [상기 화학식 1에서,
    X는 -O-, -S-, -C(R21)(R22)-, -Si(R23)(R24)- 또는 -N(R25)-이고;
    R1 내지 R16은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C3-C30)시클로알킬이 하나 이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 방향족고리가 하나 이상 융합된 (C3-C30)시클로알킬, -N(R31)(R32), -Si(R33)(R34)(R35), -S(R36), -O(R37), 시아노 또는 나이트로이고, 상기 R9 내지 R16은 각각 독립적으로 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알킬렌 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있으며, 단, R1 내지 R16 중 반드시 하나 이상은 수소 이외의 치환체이고;
    R21 내지 R25 및 R31 내지 R37는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, 치환 또는 비치환된 (C6-C30)아릴, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 치환 또는 비치환된 (C3-C30)시클로알킬이거나 인접한 치환체와 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알킬렌 또는 치환 또는 비치환된 (C3-C30)알케닐렌으로 연결되어 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 상기 형성된 지환족 고리 및 단일환 또는 다환의 방향족 고리의 탄소 원자는 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자로 치환될 수 있고;
    상기 헤테로시클로알킬 및 헤테로아릴은 B, N, O, S, P(=O), Si 및 P로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함한다.]
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R16, R21 내지 R25 및 R31 내지 R37에 더 치환되는 치환기는 서로 독립적으로 중수소, 할로겐, 할로겐이 치환 또는 비치환된 (C1-C30)알킬, (C6-C30)아릴, (C6-C30)아릴이 치환 또는 비치환된 (C3-C30)헤테로아릴, 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, 방향족고리가 하나이상 융합된 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬, (C3-C30)시클로알킬, 방향족고리가 하나이상 융합된 (C6-C30)시클로알킬, RaRbRcSi-, (C2-C30)알케닐, (C2-C30)알키닐, 시아노, 카바졸릴, -NRdRe, -BRfRg, -PRhRi, -P(=O)RjRk, (C6-C30)아르(C1-C30)알킬, (C1-C30)알킬(C6-C30)아릴, RlZ-, RmC(=O)-, RmC(=O)O-, 카르복실, 나이트로 또는 하이드록시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고, Ra 내지 Rl는 서로 독립적으로 (C1-C30)알킬, (C6-C30)아릴 또는 (C3-C30)헤테로아릴이고; Z는 S 또는 O이고; Rm는 (C1-C30)알킬, (C1-C30)알콕시, (C6-C30)아릴 또는 (C6-C30)아릴옥시인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 X는 -O-, -S-, -C(R21)(R22)- 또는 -Si(R23)(R24)-이고;
    R1 내지 R7은 서로 독립적으로 수소, (C6-C30)아릴, 트리(C6-C30)아릴실릴, 트리(C1-C30)알킬실릴, 디(C6-C30)아릴(C1-C30)알킬실릴, (C3-C30)헤테로아릴 또는 N-카바졸릴이고, 상기 헤테로아릴은 (C6-C30)아릴이 더 치환될 수 있고;
    Figure pat00048
    는 하기 구조에서 선택되고;
    Figure pat00049

    R21 내지 R24, R' 및 R''는 서로 독립적으로 (C1-C30)알킬 또는 (C3-C30)아릴이고;
    R'''는 하기에서 선택되는 치환기인 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
    Figure pat00050

    Figure pat00051

    Figure pat00052

    Figure pat00053

    Figure pat00054

    Figure pat00055
  4. 제 3항에 있어서,
    하기 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 화합물.
    Figure pat00056

    Figure pat00057

    Figure pat00058

    Figure pat00059

    Figure pat00060
  5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 유기 발광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되는 1층 이상의 유기물층으로 이루어져 있으며, 상기 유기물층은 상기 유기 발광 화합물 하나 이상과 인광도판트 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층에 아릴아민계 화합물 또는 스티릴아릴아민계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 아민계 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층에 1족, 2족, 4주기, 5주기 전이금속, 란탄계열금속 및 d-전이원소의 유기금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층 및 전하생성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 유기물층에 청색, 적색 또는 녹색 발광을 하는 유기발광층 하나 이상을 더 포함하여 백색 발광을 하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
KR1020100093217A 2010-09-27 2010-09-27 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자 KR20120031684A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093217A KR20120031684A (ko) 2010-09-27 2010-09-27 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100093217A KR20120031684A (ko) 2010-09-27 2010-09-27 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120031684A true KR20120031684A (ko) 2012-04-04

Family

ID=46135073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100093217A KR20120031684A (ko) 2010-09-27 2010-09-27 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120031684A (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140089259A (ko) * 2013-01-04 2014-07-14 삼성디스플레이 주식회사 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
CN104693105A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 乐金显示有限公司 有机化合物和使用所述有机化合物的有机发光二极管
CN105294647A (zh) * 2015-05-22 2016-02-03 南京高光半导体材料有限公司 有机电致发光材料和电致发光器件
US9406892B2 (en) 2015-01-07 2016-08-02 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
WO2018179482A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 Tdk株式会社 有機電界発光素子用化合物および有機電界発光素子
US10147891B2 (en) 2014-01-09 2018-12-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic compound, organic optoelectronic device, and display device
WO2019017697A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME
US10193080B2 (en) 2014-10-23 2019-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Condensed cyclic compound and organic light-emitting device including the same
WO2019022499A1 (ko) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 엘지화학 플루오렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
JPWO2018146894A1 (ja) * 2017-02-09 2019-11-21 学校法人関西学院 有機電界発光素子
CN110914379A (zh) * 2017-07-21 2020-03-24 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
WO2021167222A1 (ko) * 2020-02-21 2021-08-26 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US11299466B2 (en) 2016-04-12 2022-04-12 Lg Chem, Ltd. Compound, and organic electronic element comprising same

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9972803B2 (en) 2013-01-04 2018-05-15 Samsung Display Co., Ltd. Carbazole-based compound and organic light emitting diode including the same
KR20140089259A (ko) * 2013-01-04 2014-07-14 삼성디스플레이 주식회사 카바졸계 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
CN104693105A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 乐金显示有限公司 有机化合物和使用所述有机化合物的有机发光二极管
US9590191B2 (en) 2013-12-05 2017-03-07 Lg Display Co., Ltd. Organic compound and organic light emitting diode using the same
US9608210B2 (en) 2013-12-05 2017-03-28 Lg Display Co., Ltd. Organic compound and organic light emitting diode using the same
US10147891B2 (en) 2014-01-09 2018-12-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic compound, organic optoelectronic device, and display device
US10193080B2 (en) 2014-10-23 2019-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Condensed cyclic compound and organic light-emitting device including the same
US9406892B2 (en) 2015-01-07 2016-08-02 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
CN105294647A (zh) * 2015-05-22 2016-02-03 南京高光半导体材料有限公司 有机电致发光材料和电致发光器件
US11299466B2 (en) 2016-04-12 2022-04-12 Lg Chem, Ltd. Compound, and organic electronic element comprising same
JPWO2018146894A1 (ja) * 2017-02-09 2019-11-21 学校法人関西学院 有機電界発光素子
WO2018179482A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 Tdk株式会社 有機電界発光素子用化合物および有機電界発光素子
WO2019017697A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME
CN110914379B (zh) * 2017-07-21 2024-01-02 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
CN110914379A (zh) * 2017-07-21 2020-03-24 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置
US10991889B2 (en) 2017-07-21 2021-04-27 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compound and organic electroluminescent device comprising the same
CN110785411A (zh) * 2017-07-28 2020-02-11 株式会社Lg化学 芴衍生物和包含其的有机发光器件
WO2019022499A1 (ko) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 엘지화학 플루오렌 유도체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
US12010911B2 (en) 2017-07-28 2024-06-11 Lg Chem, Ltd. Fluorene derivative and organic light emitting device comprising same
WO2021167222A1 (ko) * 2020-02-21 2021-08-26 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101603070B1 (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계발광 소자
KR101741415B1 (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR101423066B1 (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20120031684A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110112098A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110049217A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110132721A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR101784147B1 (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120038060A (ko) 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20110120994A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110066494A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110015836A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20120034140A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20110116635A (ko) 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120009761A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20110008784A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20100118700A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20130062583A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120122812A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120020816A (ko) 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20100106014A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하고 있는 유기 전계발광 소자
KR20120116282A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120050557A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20110093055A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 전계 발광 소자
KR20120009984A (ko) 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application