KR20120130102A - 치환된 피리딜 화합물 및 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

치환된 피리딜 화합물 및 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR20120130102A
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무스부 이찌까와
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고쿠리츠 다이가쿠 호우징 신슈 다이가쿠
호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물, 및 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 1층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 하기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
<화학식 1>
Figure pct00082

<화학식 2>
Figure pct00083

<화학식 3>

Description

치환된 피리딜 화합물 및 유기 전계 발광 소자{SUBSTITUTED PYRIDYL COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은 각종 표시 장치에 바람직한 자발광 소자인 유기 전계 발광 소자에 적합한 화합물과 소자에 관한 것이고, 상세하게는 치환된 피리딜 화합물과, 상기 화합물을 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 자기 발광성 소자이기 때문에, 액정 소자에 비하여 밝고 시인성이 우수하며, 선명한 표시가 가능하기 때문에, 활발한 연구가 이루어져 왔다.
1987년 이스트만 코닥사의 씨. 더블유. 탕(C. W. Tang) 등은 각종 역할을 각 재료에 분담시킨 적층 구조 소자를 개발함으로써 유기 재료를 이용한 유기 전계 발광 소자를 실용화하였다. 구체적으로는, 전자를 수송할 수 있는 형광체와 정공을 수송할 수 있는 유기물을 적층하고, 양쪽의 전하를 형광체의 층 내에 주입하여 발광시킴으로써, 10 V 이하의 전압으로 1000 cd/m2 이상의 고휘도가 얻어지게 되었다(예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
현재까지 유기 전계 발광 소자의 실용화를 위해 많은 개선이 이루어졌으며, 각종 역할이 더욱 세분화되어, 기판 상에 차례로 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 음극을 설치한 전계 발광 소자에 의해서 고효율과 내구성이 달성되어 왔다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
또한 발광 효율을 한층 더 향상시키려는 목적으로 삼중항 여기자의 이용이 시도되고, 인광 발광체의 이용이 검토되고 있다(예를 들면, 비특허문헌 2 참조).
발광층은 일반적으로 호스트 재료라 불리는 전하 수송성의 화합물에, 형광체나 인광 발광체를 도핑하여 제조할 수도 있다. 상기한 비특허문헌 1 및 2에 기재되어 있는 바와 같이, 유기 전계 발광 소자에 있어서의 유기 재료의 선택은, 그 소자의 효율이나 내구성 등 다양한 특성에 큰 영향을 미친다.
유기 전계 발광 소자에 있어서는, 양 전극으로부터 주입된 전하가 발광층에서 재결합하여 발광이 얻어지지만, 전자의 이동 속도보다 정공의 이동 속도가 빠르기 때문에, 정공의 일부가 발광층을 빠져 나가버리는 것에 의한 효율 저하가 문제가 된다. 이 때문에 전자의 이동 속도가 빠른 전자 수송 재료가 요구되고 있다.
대표적인 발광 재료인 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(이후, Alq3이라 약칭함)은 전자 수송 재료로서도 일반적으로 이용되지만, 정공 저지 성능이 있다고는 할 수 없다.
정공의 일부가 발광층을 빠져 나가버리는 것을 방지하여, 발광층에서의 전하 재결합의 확률을 향상시키는 방책으로는, 정공 저지층을 삽입하는 방법이 있다. 정공 저지 재료로는 지금까지 트리아졸 유도체(예를 들면, 특허문헌 3 참조)나 바소쿠프로인(Bathocuproin, 이후, BCP라 약칭함), 알루미늄의 혼합 배위자 착체(BAlq)(예를 들면, 비특허문헌 2 참조) 등이 제안되어 있다.
예를 들면, 정공 저지성이 우수한 전자 수송 재료로서, 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(이후, TAZ라 약칭함)이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
TAZ는 일함수가 6.6 eV로 크고 정공 저지 능력이 높기 때문에, 진공 증착이나 도포 등에 의해서 제조되는 형광 발광층이나 인광 발광층의, 음극측에 적층하는 전자 수송성의 정공 저지층으로서 사용되어, 유기 전계 발광 소자의 고효율화에 기여하고 있다(예를 들면, 비특허문헌 3 참조).
그러나 전자 수송성이 낮은 것이 TAZ에서의 큰 과제이며, 보다 전자 수송성이 높은 전자 수송 재료와 조합하여 유기 전계 발광 소자를 제조할 필요가 있었다(예를 들면, 비특허문헌 4 참조).
또한, BCP도 일함수가 6.7 eV로 크고 정공 저지 능력이 높지만, 유리 전이점(Tg)이 83℃로 낮기 때문에 박막의 안정성이 부족하여, 정공 저지층으로서 충분히 기능하고 있다고는 할 수 없다. 이 때문에, 인광 발광 소자에 있어서는 장기 수명화의 방책으로서, BAlq를 정공 저지층으로서 이용하는 것도 제안되어 있고, 이 소자에 있어서는, 장기 수명화는 개선되지만, BAlq의 일함수는 5.8 eV로 작기 때문에 정공이 발광층에 효율적으로 가두어 지지 않아, BCP를 사용한 소자와 비교하여 효율 저하가 보여 충분하다고는 할 수 없다.
어떠한 재료도 막 안정성이 부족하거나 또는 정공을 저지하는 기능이 불충분하다. 유기 전계 발광 소자의 소자 특성을 개선시키기 위해, 전자의 주입?수송 성능과 정공 저지 능력이 우수하고, 박막 상태에서의 안정성이 높은 유기 화합물이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 (평)8-48656호 공보 일본 특허 제3194657호 공보 일본 특허 제2734341호 공보 일본 특허 공개 제2004-284971호 공보
응용 물리학회 제9회 강습회 예비원고집 55 내지 61페이지(2001) 응용 물리학회 제9회 강습회 예비원고집 23 내지 31페이지(2001) 제50회 응용 물리학 관계 연합 강연회 28p-A-6 강연 예비원고집 1413페이지(2003) 응용 물리학회 유기 분자?바이오일렉트로닉스 분과회 회지 11권 1호 13 내지 19페이지(2000) 응용 물리학회 유기 분자?바이오일렉트로닉스 분과회 제9회 강습회 23 내지 31페이지(2001) J. 0rg. Chem., 60, 7508(1995) Synth. Commun., 11, 513(1981)
본 발명의 목적은 고효율, 고내구성의 유기 전계 발광 소자용 재료로서, 전자의 주입?수송 성능이 우수하고, 정공 저지 능력을 가지며, 박막 상태에서의 안정성이 높은 우수한 특성을 갖는 유기 화합물을 제공하고, 나아가 이 화합물을 이용하여 고효율, 고내구성의 유기 전계 발광 소자를 제공하는 데에 있다. 본 발명에 적합한 유기 화합물의 물리적인 특성으로는, (1) 전자의 주입 특성이 양호한 것, (2) 전자의 이동 속도가 빠른 것, (3) 정공 저지 능력이 우수한 것, (4) 박막 상태가 안정적인 것, (5) 내열성이 우수한 것을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 적합한 소자의 물리적인 특성으로는, (1) 발광 효율이 높은 것, (2) 발광 개시 전압이 낮은 것, (3) 실용 구동 전압이 낮은 것을 들 수 있다.
그래서 본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해, 전자 친화성인 피리딘환의 질소 원자가 금속에 배위하는 능력을 갖고 있는 것과, 내열성이 우수하다는 점에 주목하여, 치환된 피리딜 화합물을 설계하여 화학 합성하고, 상기 화합물을 이용하여 다양한 유기 전계 발광 소자를 시험 제작하여, 소자의 특성 평가를 예의 행한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물; 및 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 1층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 적어도 1층의 유기층이 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물을 함유하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
<화학식 1>
Figure pct00001
[식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j1, k1 및 m1은 1 내지 4의 정수를 나타내고, 여기서 j1, k1 및 m1이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A1은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 3가 기, 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 3가 기, 또는 하기 화학식 1-1로 표시되는 3가 기
<화학식 1-1>
Figure pct00002
(식 중, X, Y 및 Z는 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타냄)를 나타냄]
<화학식 2>
Figure pct00003
(식 중, R13 내지 R20은 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j2 및 k2는 3 내지 5의 정수를 나타내고, 여기서 j2 및 k2는 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R13 내지 R18은 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A2는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 2가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 2가 기, 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 2가 기, 또는 단결합을 나타냄)
<화학식 3>
Figure pct00004
(식 중, R21 내지 R36은 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j3, k3, m3 및 n3은 1 내지 4의 정수를 나타내고, 여기서 j3, k3, m3 및 n3이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R21 내지 R32는 각각 동일하거나 상이할 수도 있다. A3은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 4가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 4가 기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 4가 기를 나타냄)
화학식 1, 2 또는 3 중 A1, A2 또는 A3으로 표시되는 「치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소」, 「치환 또는 비치환된 방향족 복소환」 또는 「치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족」의 「방향족 탄화수소」, 「방향족 복소환」 또는 「축합 다환 방향족」으로는, 구체적으로는 벤젠, 비페닐, 터페닐, 테트라키스페닐, 스티렌, 나프탈렌, 안트라센, 아세나프탈렌, 플루오렌, 페난트렌, 인단, 피렌, 피리딘, 피리미딘, 트리아진, 푸란, 피론, 티오펜, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌린, 카르바졸, 벤조옥사졸, 벤조티아졸, 퀴녹살린, 벤조이미다졸, 피라졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 나프틸리딘, 페난트롤린 및 아크리디닌 등을 들 수 있다. 그리고, 화학식 1, 2 또는 3 중 A1, A2 또는 A3으로 표시되는 「치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 2 내지 4가 기」, 「치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 2 내지 4가 기」 또는 「치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 2 내지 4가 기」는 상기 「방향족 탄화수소」, 「방향족 복소환」 또는 「축합 다환 방향족」에 대응하는 2가, 3가, 4가의 기를 나타낸다.
화학식 1, 2 또는 3 중 A1, A2 또는 A3으로 표시되는 「치환 방향족 탄화수소」, 「치환 방향족 복소환」 또는 「치환 축합 다환 방향족」에 있어서의 「치환기」로는, 구체적으로 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 수산기, 니트로기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로 치환된 디알킬아미노기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 스티릴기, 피리딜기, 피리도인돌릴기, 퀴놀릴기 및 벤조티아졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 더 치환되어 있을 수도 있다.
화학식 1, 2 또는 3 중 R1 내지 R36으로 표시되는 「치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기」로는, 구체적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 및 n-헥실기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기끼리 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있다.
화학식 1, 2 또는 3 중 R1 내지 R36으로 표시되는 「치환기를 갖는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기」에 있어서의 「치환기」로는, 구체적으로 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 니트로기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로 치환된 디알킬아미노기, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아질기, 피리미딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 피리도인돌릴기, 카르바졸릴기, 퀴녹살릴기 및 피라졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 더 치환되어 있을 수도 있다.
화학식 1, 2 또는 3 중 R1 내지 R36으로 표시되는 「치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기」, 「치환 또는 비치환된 방향족 복소환기」 또는 「치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기」에 있어서의 「방향족 탄화수소기」, 「방향족 복소환기」 또는 「축합 다환 방향족기」로는, 구체적으로 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 안트릴기, 아세나프테닐기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아질기, 피리미딜기, 푸라닐기, 피로닐기, 티오페닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티오페닐기, 인돌릴기, 카르바졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 퀴녹살릴기, 벤조이미다졸릴기, 피라졸릴기, 피리도인돌릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 나프틸리디닐기, 페난트롤리닐기 및 아크리디닐기와 같은 기를 들 수 있다. 또한, 이들 기끼리 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있다.
화학식 1, 2 또는 3 중 R1 내지 R36으로 표시되는 「치환 방향족 탄화수소기」, 「치환 방향족 복소환기」 또는 「치환 축합 다환 방향족기」에 있어서의 「치환기」로는, 구체적으로 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 니트로기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로 치환된 디알킬아미노기, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 테트라키스페닐기, 스티릴기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트릴기, 인데닐기, 피레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아질기, 피리미딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 인돌릴기, 피리도인돌릴기, 카르바졸릴기, 퀴녹살릴기 및 피라졸릴기와 같은 기를 들 수 있고, 이들 치환기는 더 치환되어 있을 수도 있다.
본 발명의 화학식 1 중 j1, k1 및 m1의 조합으로는 (j1, k1, m1)=(2, 2, 3) 또는 (3, 3, 2)가 바람직하다.
본 발명의 화학식 1 중 A1로는 「비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기」, 「비치환된 방향족 복소환의 3가 기」 또는 「상기 화학식 1-1로 표시되는 3가 기」가 바람직하고, 특히 벤젠, 트리아진 또는 2,4,6-트리페닐피리딘으로부터 유도되는 3가 기가 바람직하다.
본 발명의 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물은 신규한 화합물로, 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르며, 우수한 정공 저지 능력을 가지면서, 우수한 대칭성을 갖고 있기 때문에, 박막 상태가 특히 안정적이다. 본 발명의 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물은 안정적인 박막 상태를 유지할 수 있기 때문에, 유기 전계 발광 소자(이후, 유기 EL 소자라 약칭함)의 구성 재료로서 이용한 경우에, 발광 효율이 향상될 뿐 아니라, 구동 전압이 저하된다는 작용을 발휘한다.
본 발명의 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물은 유기 EL 소자의 전자 주입층 및/또는 전자 수송층의 구성 재료로서 사용할 수 있다. 종래의 재료에 비하여 전자의 주입?이동 속도가 빠른 재료를 이용함으로써, 전자 수송층으로부터 발광층으로의 전자 수송 효율이 향상되어, 발광 효율이 향상될 뿐 아니라, 구동 전압이 저하되어 유기 EL 소자의 내구성이 향상된다는 작용을 발휘한다.
본 발명의 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물은 유기 EL 소자의 정공 저지층의 구성 재료로서도 사용할 수 있다. 우수한 정공 저지 능력과 함께, 종래의 재료에 비하여 전자 수송성이 우수하며 박막 상태의 안정성이 높은 재료를 이용함으로써, 높은 발광 효율을 가지면서, 구동 전압이 저하되고, 전류 내성이 개선되어 유기 EL 소자의 최대 발광 휘도가 향상된다는 작용을 발휘한다.
본 발명의 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물은 유기 EL 소자의 발광층의 구성 재료로서도 사용할 수 있다. 종래의 재료에 비하여 전자 수송성이 우수하며, 밴드갭이 넓은 본 발명의 재료를 발광층의 호스트 재료로서 이용하고, 도펀트라 불리는 형광체나 인광 발광체를 담지시켜 발광층으로서 이용함으로써, 구동 전압이 저하되고, 발광 효율이 개선된 유기 EL 소자를 실현할 수 있다는 작용을 발휘한다.
본 발명의 유기 EL 소자는 종래의 전자 수송 재료보다 전자의 이동이 빠르고, 우수한 정공 저지 능력을 가지며, 박막 상태가 안정적인, 치환된 피리딜 화합물을 이용하고 있기 때문에, 고효율, 고내구성을 실현하는 것이 가능해졌다.
본 발명의 치환된 피리딜 화합물은 전자의 이동이 빠르고, 우수한 정공 저지 능력을 가지며, 박막 상태가 안정적이기 때문에, 유기 EL 소자의 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 저지층 또는 발광층의 구성 재료로서 유용하다. 치환된 피리딜 화합물을 이용하여 제작한 유기 EL 소자는 발광 효율이 향상될 뿐 아니라 구동 전압이 저하되어 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 13)의 1H-NMR 차트도이다.
도 2는 본 발명 실시예 2의 화합물(화합물 37)의 1H-NMR 차트도이다.
도 3은 실시예 5, 실시예 6 및 비교예 1의 EL 소자 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 치환된 피리딜 화합물은 신규 화합물로, 이들 화합물은 예를 들면, 다양한 방향족 탄화수소 화합물, 축합 다환 방향족 화합물 또는 방향족 복소환 화합물의 할라이드와 피나콜보란이나 비스(피나콜레이트)디보론과의 반응으로 합성된 보론산 또는 보론산에스테르(예를 들면, 비특허문헌 6 참조)와, 다양한 할로게노피리딘을 스즈키(Suzuki) 커플링 등의 크로스커플링 반응(예를 들면, 비특허문헌 7 참조)을 행함으로써 합성할 수 있다. 또한, 니트릴기를 갖는 다양한 방향족 탄화수소 화합물, 축합 다환 방향족 화합물 또는 방향족 복소환 화합물에 대하여 수소화나트륨을 이용한 트리아진환 형성 반응(예를 들면, 특허문헌 4 참조)을 행함으로써도, 트리아진환이 연결된 치환된 피리딜 화합물을 합성할 수 있다.
화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물 중에서 바람직한 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명이 이들 화합물로 한정되는 것은 아니다.
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이들 화합물의 정제는 칼럼 크로마토그래피에 의한 정제, 실리카겔, 활성탄, 활성백토 등에 의한 흡착 정제, 용매에 의한 재결정이나 정석법 등에 의해 행하였다. 화합물의 동정은 NMR 분석에 의해서 행하였다. 물성값으로서, 융점, 유리 전이점(Tg)과 일함수의 측정을 행하였다. 융점은 증착성의 지표가 되는 것이고, 유리 전이점(Tg)은 박막 상태의 안정성의 지표가 되는 것이고, 일함수는 정공 저지 능력의 지표가 되는 것이다.
융점과 유리 전이점(Tg)은 분체를 이용하여 고감도 시차 주사 열량계(세이코 인스트루먼츠사 제조, DSC6200)에 의해서 측정하였다.
또한 일함수는, ITO 기판 위에 100 nm의 박막을 제작하여, 대기중 광전자 분광 장치(리켄 게이끼 제조, AC-3형)를 이용하여 측정하였다.
본 발명의 유기 EL 소자의 구조로는, 기판 상에 차례로 양극, 정공 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 음극을 포함하는 것, 또한 양극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 갖는 것, 전자 수송층과 음극 사이에 전자 주입층을 갖는 것, 발광층과 정공 수송층 사이에 전자 저지층을 갖는 것을 들 수 있다. 이들 다층 구조에 있어서는 유기층을 몇층 정도 생략하는 것이 가능하고, 예를 들면 기판 상에 차례로 양극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 음극을 갖는 구성으로 할 수도 있다.
상기 발광층, 상기 정공 수송층, 상기 전자 수송층에 있어서는, 각각이 2층 이상 적층된 구조일 수도 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 양극으로는, ITO나 금과 같이 일함수가 큰 전극 재료가 이용된다. 본 발명의 유기 EL 소자의 정공 주입층으로는, 구리프탈로시아닌으로 대표되는 포르피린 화합물 이외에, 스타버스트형의 트리페닐아민 유도체, 분자 중에 트리페닐아민 구조를 3개 이상, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하지 않는 2가 기로 연결된 구조를 갖는 아릴아민 화합물 등의 트리페닐아민 3량체 및 4량체, 또는 헥사시아노아자트리페닐렌과 같은 억셉터성의 복소환 화합물이나 도포형의 고분자 재료를 사용할 수 있다. 이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 수송층으로는, N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)-벤지딘(이후, TPD라 약칭함), N,N'-디페닐-N,N'-디(α-나프틸)-벤지딘(이후, NPD라 약칭함), N,N,N',N'-테트라비페닐릴벤지딘 등의 벤지딘 유도체, 1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산(이후, TAPC라 약칭함), 또는 다양한 트리페닐아민 3량체 및 4량체 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 성막할 수도 있지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용할 수도 있고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 할 수도 있다. 또한, 정공의 주입?수송층으로서, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(이후, PEDOT라 약칭함)/폴리(스티렌술포네이트)(이후, PSS라 약칭함) 등의 도포형의 고분자 재료를 사용할 수 있다. 이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
또한, 정공 주입층 또는 정공 수송층에 있어서, 상기 층에 통상 사용되는 재료에 대하여, 추가로 트리스브로모페닐아민헥사클로로안티몬 등을 P 도핑한 것이나, TPD의 구조를 그의 부분 구조로 갖는 고분자 화합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 저지층으로서, 4,4',4"-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민(이후, TCTA라 약칭함), 9,9-비스[4-(카르바졸-9-일)페닐]플루오렌, 1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠(이후, mCP라 약칭함), 2,2-비스(4-카르바졸-9-일페닐)아다만탄(이후, Ad-Cz라 약칭함) 등의 카르바졸 유도체, 또는 9-[4-(카르바졸-9-일)페닐]-9-[4-(트리페닐실릴)페닐]-9H-플루오렌으로 대표되는 트리페닐실릴기와 트리아릴아민 구조를 갖는 화합물 등의 전자 저지 작용을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 성막할 수도 있지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용할 수도 있고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 할 수도 있다. 이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 발광층으로서, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물 이외에, Alq3을 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 이외에, 각종 금속 착체, 안트라센 유도체, 비스스티릴벤젠 유도체, 피렌 유도체, 옥사졸 유도체 또는 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한, 발광층을 호스트 재료와 도펀트 재료로 구성할 수도 있고, 호스트 재료로서 상기 발광 재료에 추가로, 티아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체 또는 폴리디알킬플루오렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한 도펀트 재료로는 퀴나크리돈, 쿠마린, 루브렌, 페릴렌 및 이들의 유도체, 벤조피란 유도체, 로다민 유도체 또는 아미노스티릴 유도체 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 성막할 수도 있지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용할 수도 있고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 할 수도 있다.
또한, 발광 재료로서 인광성의 발광 재료를 사용하는 것도 가능하다. 인광성의 발광체로는, 이리듐이나 백금 등의 금속 착체의 인광 발광체를 사용할 수 있다. Ir(ppy)3 등의 녹색의 인광 발광체, FIrpic, FIr6 등의 청색의 인광 발광체 및 Btp2Ir(acac) 등의 적색의 인광 발광체 등이 이용되고, 이 때의 호스트 재료로는 정공 주입?수송성의 호스트 재료로서, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(이후, CBP라 약칭함)이나 TCTA, mCP 등의 카르바졸 유도체 등을 사용할 수 있다. 전자 수송성의 호스트 재료로서, p-비스(트리페닐실릴)벤젠(이후, UGH2라 약칭함)이나 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(이후, TPBI라 약칭함) 등을 사용할 수 있다.
인광성의 발광 재료의 호스트 재료로의 도핑은 농도 소광을 피하기 위해, 발광층 전체에 대하여 1 내지 30 중량％의 범위에서, 공증착에 의해서 도핑하는 것이 바람직하다.
이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 정공 저지층으로서, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물 이외에, 바소쿠프로인(이후, BCP라 약칭함) 등의 페난트롤린 유도체나, BAlq 등의 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 이외에, 각종 희토류 착체, 옥사졸 유도체, 트리아졸 유도체 또는 트리아진 유도체 등, 정공 저지 작용을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이들 재료는 전자 수송층의 재료를 겸할 수도 있다. 이들은 단독으로 성막할 수도 있지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용할 수도 있고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 할 수도 있다. 이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 수송층으로서, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물 이외에, Alq3, BAlq를 비롯한 퀴놀리놀 유도체의 금속 착체 이외에, 각종 금속 착체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 옥사디아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 카르보디이미드 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체 또는 실롤 유도체 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 성막할 수도 있지만, 다른 재료와 함께 혼합하여 성막한 단층으로서 사용할 수도 있고, 단독으로 성막한 층끼리, 혼합하여 성막한 층끼리, 또는 단독으로 성막한 층과 혼합하여 성막한 층의 적층 구조로 할 수도 있다. 이들 재료는 증착법 이외에, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 공지된 방법에 의해서 박막 형성을 행할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 전자 주입층으로서, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물 이외에, 불화리튬, 불화세슘 등의 알칼리 금속염, 불화마그네슘 등의 알칼리 토금속염, 또는 산화알루미늄 등의 금속 산화물 등을 사용할 수 있지만, 전자 수송층과 음극의 바람직한 선택에서는 이를 생략할 수 있다.
또한, 전자 주입층 또는 전자 수송층에 있어서, 상기 층에 통상 사용되는 재료에 대하여 추가로 세슘 등의 금속을 N 도핑한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 음극으로서, 알루미늄과 같은 일함수가 작은 전극 재료나, 마그네슘 은 합금, 마그네슘 인듐 합금 또는 알루미늄 마그네슘 합금과 같이 보다 일함수가 작은 합금이 전극 재료로서 이용된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
<1,3-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠(화합물 13)의 합성>
질소 치환된 반응 용기에 3,5-디브로모페닐보론산 4.5 g, 6-브로모-[2,2';6',2"]-터피리딘 5.0 g, 2 M 탄산칼륨 수용액 24.1 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.9 g, 톨루엔 200 ml 및 에탄올 50 ml를 가하고, 교반하면서 10시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각시키고, 물 100 ml 및 톨루엔 100 ml를 가하여 분액하고, 유기층을 추가로 물 100 ml로 세정하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수한 후, 농축함으로써 조제물(粗製物)을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래피(담체: NH 실리카겔, 용리액: 톨루엔/n-헥산)에 의해서 정제하여, 1,3-디브로모-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠 5.7 g(수율 75％)의 백색 분말을 얻었다.
얻어진 1,3-디브로모-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠 8.0 g, 비스(피나콜레이트)디보론 10.4 g, 아세트산칼륨 10.1 g, 미리 분자체 4A로 탈수시킨 1,4-디옥산 240 ml 및 PdCl2(dppf)-CH2Cl2 0.9 g을 질소 치환된 반응 용기에 가하여 가열하고, 80℃에서 9시간 교반하였다. 실온까지 냉각시킨 후, 반응액을 물 1500 ml에 가하고, 30분간 교반하였다. 여과에 의해서 석출물을 채취하고, 석출물을 메탄올로 세정하여 조제물을 얻었다. 조제물을 톨루엔 200 ml에 용해시킨 후, 불용물을 여과에 의해서 제거하고, 여과액을 농축하고, 헥산 정석함으로써 1,3-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠 7.8 g(수율 81％)의 황백색 분체를 얻었다.
얻어진 1,3-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠 7.5 g, 6-브로모-[2,2']-비피리딘 7.0 g, 2 M 탄산칼륨 수용액 20.1 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.8 g, 톨루엔 120 ml 및 에탄올 30 ml를 질소 치환된 반응 용기에 가하고, 교반하면서 24시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각시키고, 물 100 ml 및 톨루엔 100 ml를 가하여 분액하고, 유기층을 추가로 물 100 ml로 세정하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수한 후, 농축함으로써 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래피(담체: NH 실리카겔, 용리액: 클로로포름/n-헥산)에 의해서 정제하여, 1,3-비스(2,2'-비피리딘-6-일)-5-(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)벤젠(화합물 13) 5.9 g(수율 71％)의 백색 분말을 얻었다.
얻어진 백색 분말에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 1에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3)로 이하의 27개의 수소의 시그널을 검출하였다.
Figure pct00070
실시예 2
<1,3-비스(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)-5-(2,2'-비피리딘-6-일)벤젠(화합물 37)의 합성>
실시예 1과 동일한 조작을 행하여 3,5-디브로모페닐보론산과 6-브로모-2,2'-비피리딘으로부터 1,3-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)-5-(2,2'-비피리딘-6-일)벤젠을 합성하였다. 얻어진 1,3-비스(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란-2-일)-5-(2,2'-비피리딘-6-일)벤젠 5.0 g, 6-브로모-[2,2';6',2"]-터피리딘 7.1 g, 2 M 탄산칼륨 수용액 15.5 ml, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.6 g, 톨루엔 40 ml 및 에탄올 10 ml를 질소 치환된 반응 용기에 가하고, 교반하면서 27시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각시키고, 물 100 ml 및 톨루엔 100 ml를 가하여 분액하고, 유기층을 추가로 물 100 ml로 세정하였다. 유기층을 무수 황산마그네슘으로 탈수한 후, 농축함으로써 조제물을 얻었다. 조제물을 칼럼 크로마토그래피(담체: NH 실리카겔, 용리액: 톨루엔)에 의해서 정제하여, 1,3-비스(2,2';6',2"-터피리딘-6-일)-5-(2,2'-비피리딘-6-일)벤젠(화합물 37) 2.0 g(수율 28％)의 백색 분말을 얻었다.
얻어진 백색 분말에 대해서 NMR을 사용하여 구조를 동정하였다. 1H-NMR 측정 결과를 도 2에 나타내었다.
1H-NMR(CDCl3)로 이하의 30개의 수소의 시그널을 검출하였다.
Figure pct00071
실시예 3
본 발명의 화합물에 대해서, 고감도 시차 주사 열량계(세이코 인스트루먼츠사 제조, DSC6200)에 의해서 융점과 유리 전이점을 구하였다.
융점 유리 전이점
본 발명 실시예 1의 화합물 226℃ 96℃
본 발명 실시예 2의 화합물 235℃ 108℃
본 발명의 화합물은 80℃ 이상의 유리 전이점을 갖고 있다. 이는 본 발명의 화합물에 있어서 박막 상태가 안정적인 것을 나타내는 것이다. 또한, 본 발명의 화합물은 200℃ 이상의 융점을 갖고 있다. 이 점은 본 발명의 화합물의 증착성이 우수하다는 것을 나타내는 것이다.
실시예 4
본 발명의 화합물을 이용하여, ITO 기판 위에 막 두께 100 nm의 증착막을 제작하여, 대기중 광전자 분광 장치(리켄 게이끼 제조, AC-3형)에서 일함수를 측정하였다.
일함수
본 발명 실시예 1의 화합물 6.33 eV
본 발명 실시예 2의 화합물 6.50 eV
이와 같이 본 발명의 화합물은 NPD, TPD 등의 일반적인 정공 수송 재료가 갖는 일함수 5.4 eV보다 큰 값을 갖고 있고, 큰 정공 저지 능력을 갖고 있다.
실시예 5
유기 EL 소자는 도 3에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 (1) 상에 투명 양극 (2)로서 ITO 전극을 미리 형성한 것 위에, 정공 수송층 (3), 발광층 (4), 정공 저지층 (5), 전자 수송층 (6), 전자 주입층 (7), 음극(알루미늄 전극)(8)의 순서로 증착하여 제작하였다.
구체적으로는, 막 두께 150 nm의 ITO를 성막한 유리 기판 (1)을 유기 용매로 세정한 후에, UV 오존 처리로 표면을 세정하였다. 그 후, 이 ITO 전극 부착 유리 기판을 진공 증착기 내에 부착하여 0.001 Pa 이하까지 감압하였다. 계속해서, 투명 양극 (2)를 덮도록 정공 수송층 (3)으로 하여, NPD를 증착 속도 6 nm/분으로 막 두께 50 nm가 되도록 형성하였다. 이 정공 수송층 (3) 위에, 발광층 (4)로서 Alq3을 증착 속도 6 nm/분으로 막 두께 30 nm가 되도록 형성하였다. 이 발광층 (4) 위에, 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)으로서 본 발명 실시예 1의 화합물(화합물 13)을 증착 속도 6 nm/분으로 막 두께 20 nm가 되도록 형성하였다. 이 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6) 위에, 전자 주입층 (7)로서 불화리튬을 증착 속도 0.6 nm/분으로 막 두께 0.5 nm가 되도록 형성하였다. 마지막으로, 알루미늄을 막 두께 200 nm가 되도록 증착하여 음극 (8)을 형성하였다. 이와 같이 제작한 유기 EL 소자는 진공 데시케이터 중에 보존하고, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다.
본 발명의 실시예 1의 화합물(화합물 13)을 사용하여 제작한 유기 EL 소자에 전류 밀도 10 mA/㎠의 전류를 흘렸을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
실시예 6
실시예 5에 있어서, 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)의 재료를 본 발명 실시예 2의 화합물(화합물 37)로 대체하여, 실시예 5와 동일한 조건으로 유기 EL 소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL 소자에 대해서, 대기중, 상온에서 특성 측정을 행하였다.
제작한 유기 EL 소자에 전류 밀도 10 mA/㎠의 전류를 흘렸을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
[비교예 1]
비교를 위해, 실시예 5에 있어서의 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)의 재료를 전자 수송층 (6)으로서 Alq3으로 대체하여, 실시예 5와 동일한 방법으로 유기 EL 소자를 제작하였다. 제작한 유기 EL 소자에 전류 밀도 10 mA/㎠의 전류를 흘렸을 때의 발광 특성의 측정 결과를 표 1에 통합하여 나타내었다.
Figure pct00072
표 1에 나타낸 바와 같이, 전류 밀도 10 mA/㎠의 전류를 흘렸을 때의 구동 전압은, Alq3을 전자 수송층에 이용한 경우의 4.95 V에 대하여 본 발명의 실시예 1의 화합물(화합물 13)을 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)에 이용한 경우에는 3.91 V, 본 발명의 실시예 2의 화합물(화합물 37)을 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)에 이용한 경우에는 3.80 V로 저전압화되었다. 또한, 전류 밀도 10 mA/㎠의 전류를 흘렸을 때의 휘도, 발광 효율은 거의 동등한 값을 나타내었다. 그리고, 전력 효율은 Alq3을 전자 수송층에 이용한 경우의 1.88 lm/W에 대하여 본 발명의 실시예 1의 화합물(화합물 13)을 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)에 이용한 경우에는 2.43 lm/W, 본 발명의 실시예 2의 화합물(화합물 37)을 정공 저지층 (5)겸 전자 수송층 (6)에 이용한 경우에는 2.41 lm/W로 크게 향상되었다.
이들 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물을 이용한 유기 EL 소자는, 일반적인 전자 수송 재료로서 이용되고 있는 Alq3을 이용한 소자와 비교하여, 전력 효율의 큰 향상이나, 실용 구동 전압의 현저한 저하를 달성할 수 있음을 알 수 있었다.
이와 같이 본 발명의 치환된 피리딜 화합물을 이용한 유기 EL 소자에 있어서의 현저한 구동 전압의 저하로부터, 본 발명의 치환된 피리딜 화합물의 전자 이동의 속도는 일반적인 전자 수송 재료인 Alq3보다 매우 빠를 것으로 예측된다.
본 발명을 상세히, 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다.
본 출원은 2010년 2월 25일자 출원의 일본 특허 출원 2010-039565에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
본 발명의 치환된 피리딜 화합물은 전자의 주입?수송 성능이 양호하고, 정공 저지 능력도 우수하며, 박막 상태가 안정적이기 때문에, 유기 EL 소자용 화합물로서 우수하다. 상기 화합물을 이용하여 유기 EL 소자를 제작함으로써, 높은 효율을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 실용 구동 전압을 저하시킬 수 있고, 내구성을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 가정 전화 제품이나 조명의 용도에 대한 전개가 가능해졌다.
1 유리 기판
2 투명 양극
3 정공 수송층
4 발광층
5 정공 저지층
6 전자 수송층
7 전자 주입층
8 음극

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1>
    Figure pct00073

    [식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j1, k1 및 m1은 1 내지 4의 정수를 나타내고, 여기서 j1, k1 및 m1이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A1은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 3가 기, 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 3가 기, 또는 하기 화학식 1-1로 표시되는 3가 기
    <화학식 1-1>
    Figure pct00074

    (식 중, X, Y 및 Z는 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타냄)를 나타냄]
    <화학식 2>
    Figure pct00075

    (식 중, R13 내지 R20은 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j2 및 k2는 3 내지 5의 정수를 나타내고, 여기서 j2 및 k2는 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R13 내지 R18은 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A2는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 2가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 2가 기, 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 2가 기, 또는 단결합을 나타냄)
    <화학식 3>
    Figure pct00076

    (식 중, R21 내지 R36은 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j3, k3, m3 및 n3은 1 내지 4의 정수를 나타내고, 여기서 j3, k3, m3 및 n3이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R21 내지 R32는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A3은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 4가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 4가 기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 4가 기를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 하기 화학식 1-2로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1-2>
    Figure pct00077

    (식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있으며, A1은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 3가 기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 3가 기를 나타냄)
  3. 제1항에 있어서, 하기 화학식 1-3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1-3>
    Figure pct00078

    (식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있으며, A1은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 3가 기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 3가 기를 나타냄)
  4. 제1항에 있어서, 하기 화학식 1-4로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1-4>
    Figure pct00079

    (식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j1, k1 및 m1은 2 또는 3의 정수를 나타내고, 여기서 j1, k1 및 m1이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있고, A1은 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 3가 기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환의 3가 기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족의 3가 기를 나타냄)
  5. 제1항에 있어서, 하기 화학식 1-5로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1-5>
    Figure pct00080

    (식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j1, k1 및 m1은 2 또는 3의 정수를 나타내고, 여기서 j1, k1 및 m1이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있음)
  6. 제1항에 있어서, 하기 화학식 1-6으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물.
    <화학식 1-6>
    Figure pct00081

    (식 중, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있고, 수소 원자, 중수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 치환기를 가질 수 있는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 방향족 복소환기, 또는 치환 또는 비치환된 축합 다환 방향족기를 나타내고, j1, k1 및 m1은 2 또는 3의 정수를 나타내고, 여기서 j1, k1 및 m1이 모두 동시에 동일한 값을 취하는 것은 아니며, 1 분자 중에 복수개 존재하는 R1 내지 R9는 각각 동일하거나 상이할 수도 있음)
  7. 한쌍의 전극과 그 사이에 끼워진 적어도 1층의 유기층을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 상기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 치환된 피리딜 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 전자 수송층을 포함하고, 상기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 화합물이 상기 전자 수송층 중에 존재하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 정공 저지층을 포함하고, 상기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 화합물이 상기 정공 저지층 중에 존재하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제7항에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 화합물이 상기 발광층 중에 존재하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제7항에 있어서, 상기 적어도 1층의 유기층이 전자 주입층을 포함하고, 상기 화학식 1, 2 또는 3으로 표시되는 화합물이 상기 전자 주입층 중에 존재하는 유기 전계 발광 소자.
KR1020127022142A 2010-02-25 2011-02-22 치환된 피리딜 화합물 및 유기 전계 발광 소자 KR20120130102A (ko)

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