KR20150022898A - 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 및 이것을 포함하는 유기 발광 소자 - Google Patents

인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 및 이것을 포함하는 유기 발광 소자 Download PDF

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데츠야 고스게
나오키 야마다
준 가마타니
겐고 기시노
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Abstract

본 발명은 억제된 정공 수송능을 갖는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 제공한다. 제1항에서 기술된 화학식 1로 나타내어지는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 제공된다. 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 알킬 기를 나타낸다. X1 및 X2는 각각 수소 원자, 알킬 기, 메톡시 기, 및 시아노 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타낸다. A1은 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낸다. A2는 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 또는 2가 복소 방향족 기를 나타내고, n은 0 내지 4의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 다수의 A2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

Description

인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 및 이것을 포함하는 유기 발광 소자 {INDENO[1,2-b]PHENANTHRENE COMPOUND AND ORGANIC LIGHT EMITTING ELEMENT INCLUDING THE SAME}
본 발명은 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 및 이것을 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자는 양극, 음극, 및 이들 전극들 사이에 제공된 유기 화합물 층을 갖는 전자 소자이다. 유기 발광 소자에서, 각각의 전극으로부터 주입된 정공과 전자는 유기 화합물 층 내에서 서로 재결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 기저 상태로 복귀할 때 광이 방출된다. 유기 발광 소자는 근래에 현저하게 발전되었고, 낮은 구동 전압, 다양한 발광 파장, 및 고속 응답성을 갖는 얇고 가벼운 발광 디바이스가 획득될 수 있다.
유기 발광 소자 중에서, 인광 발광 소자는 유기 화합물 층 내에 인광 발광 재료를 포함하고 삼중항 여기자로부터 유래된 광을 방출할 수 있는 발광 소자이다. 그러나 인광 발광 소자의 발광 효율 및 내구 수명은 여전히 개선되어야 하며, 특히 발광층 내의 캐리어 균형의 개선이 요망되어 왔다.
유기 화합물 층의 구성 재료로서 사용되는 축합 다환 탄화수소 방향족 화합물로서 인데노[1,2-b]페난트렌 ("1',2'-나프타-2,3-플루오렌이라고도 불림)이 언급될 수 있다. 특허문헌 1에는 하기 비치환 화합물이 형광 발광 도판트로서 사용된다고 개시되어 있다.
Figure pct00001
그러나, 특허문헌 1에서 제안된 비치환 인데노[1,2-b]페난트렌은 높은 평면성을 가지므로, 분자간 스택이 강하다. 또한, 비치환 인데노[1,2-b]페난트렌은 작은 분자 크기를 갖기 때문에 낮은 유리전이온도를 갖는다. 따라서, 비치환 인데노[1,2-b]페난트렌이 발광층의 호스트 내로 도입된 유기 발광 소자는 탁월한 소자 특성을 갖지 않을 수도 있다.
국제공개 제WO98/51757호
본 발명은 상기 문제를 해결하고, 억제된 정공 수송능을 갖는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 제공한다. 또한, 본 발명은 탁월한 소자 수명 특성을 갖는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 화학식 1로 나타내어지는 화합물이다.
[화학식 1]
Figure pct00002
화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 알킬 기를 나타낸다. X1 및 X2는 각각 수소 원자, 알킬 기, 메톡시 기, 및 시아노 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타낸다. A1은 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낸다. 또한, A1은 알킬 기, 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 비페닐 기에 의해 선택적으로 치환된다. A2는 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 또는 2가 복소 방향족 기를 나타낸다. 또한, A2는 알킬 기, 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 비페닐 기에 의해 선택적으로 치환된다. n은 0 내지 4의 정수를 나타낸다. n이 2 이상일 때, 다수의 A2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따라, 억제된 정공수송능을 갖는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 제공될 수 있다. 즉, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 발광층 내의 캐리어 균형을 개선하는데 기여하는 화합물이다. 또한, 본 발명에 따라, 탁월한 소자 수명 특성을 갖는 유기 발광 소자가 제공될 수 있다.
본 발명의 추가의 특징을 첨부된 도면과 관련된 예시적인 실시양태에 관한 하기 설명을 통해 명백하게 알게 될 것이다.
도 1은 예시 화합물 A217의 HOMO 및 비교 화합물 H1의 HOMO를 도시하는 개략도이다.
도 2는 유기 발광 소자 및 이것과 연결된 스위칭 소자를 도시하는 개략적인 횡단면도이다.
실시양태의 설명
인데노[1,2-b]페난트렌 화합물
우선, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 기술될 것이다. 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 화학식 1로 나타내어지는 화합물이다.
[화학식 1]
Figure pct00003
화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 알킬 기를 나타낸다. 본 발명에서, 알킬 기는 포화 탄화수소 치환기로서 기능하는 선형, 분지형, 또는 시클릭 알킬 기이다.
R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 구체적인 예로서, 예를 들어, 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소프로필 기, n-부틸 기, 이소부틸 기, sec-부틸 기, tert-부틸 기, n-펜틸 기, 이소펜틸 기, tert-펜틸 기, 네오펜틸 기, n-헥실 기, 시클로헥실 기, 및 n-도데실 기가 언급될 수 있다.
R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기로서, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기가 바람직하고, 메틸 기가 보다 바람직하다.
화학식 1에서, X1 및 X2는 각각 수소 원자, 알킬 기, 메톡시 기, 및 시아노 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타낸다. X1 및 X2는 각각 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
X1 및 X2로 나타내어지는 알킬 기의 구체적인 예는 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 구체적인 예와 유사하다.
X1 및 X2로 나타내어지는 알킬 기로서, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기가 바람직하고, 메틸 기 또는 tert-부틸 기가 보다 바람직하다.
화학식 1에서, A1은 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낸다. 특히, 이후에 기술될 n이 0일 때, A1은 1가 탄화수소 방향족 기를 나타내고, n이 1 이상일 때, A1은 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낸다. 본 발명에서, 탄화수소 방향족 기는 탄소 원자 및 수소 원자로부터만 형성되고 헤테로 원자를 포함하지 않는 방향족 기를 가리킨다.
A1이 1가 탄화수소 방향족 기를 나타낼 때, A1로 나타내어지는 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예로서, 예를 들어, 페닐 기, 나프틸 기, 페난트릴 기, 안트릴 기, 벤조[a]안트릴 기, 플루오레닐 기, 벤조[a]플루오레닐 기, 벤조[b]플루오레닐 기, 벤조[c]플루오레닐 기, 디벤조[a,c]플루오레닐 기, 디벤조[b,h]플루오레닐 기, 디벤조[c,g]플루오레닐 기, 비페닐에닐 기, 아세나프틸에닐 기, 크리세닐 기, 벤조[b]크리세닐 기, 피레닐 기, 벤조[e]피레닐 기, 트리페닐에닐 기, 벤조[a]트리페닐에닐 기, 벤조[b]트리페닐에닐 기, 피세닐 기, 플루오르안테닐 기, 벤조[a]플루오르안테닐 기, 벤조[b]플루오르안테닐 기, 벤조[j]플루오르안테닐 기, 벤조[k]플루오르안테닐 기, 페릴에닐 기, 및 나프타세닐 기가 언급될 수 있다.
A1이 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낼 때, A1로 나타내어지는 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예로서, 예를 들어, 페닐렌 기, 나프탈렌디일 기, 페난트렌디일 기, 안트라센디일 기, 벤조[a]안트라센디일 기, 플루오렌디일 기, 벤조[a]플루오렌디일 기, 벤조[b]플루오렌디일 기, 벤조[c]플루오렌디일 기, 디벤조[a,c]플루오렌디일 기, 디벤조[b,h]플루오렌디일 기, 디벤조[c,g]플루오렌디일 기, 비페닐렌디일 기, 아세나프틸렌디일 기, 크리센디일 기, 벤조[b]크리센디일 기, 피렌디일 기, 벤조[e]피렌디일 기, 트리페닐렌디일 기, 벤조[a]트리페닐렌디일 기, 벤조[b]트리페닐렌디일 기, 피센디일 기, 플루오르안텐디일 기, 벤조[a]플루오르안텐디일 기, 벤조[b]플루오르안텐디일 기, 벤조[j]플루오르안텐디일 기, 벤조[k]플루오르안텐디일 기, 페릴렌디일 기, 및 나프타센디일 기가 언급될 수 있다.
또한, 본 발명에서, A1로 나타내어지는 치환기는 치환기로서 알킬 기, 알킬 기에 의해 치환될 수 있는 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 치환될 수 있는 비페닐 기를 추가로 가질 수 있다. 특히, 상기에서 기술된 알킬 기는 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기와 유사하고, 알킬 기의 구체적인 예는 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 것과 유사하다. 또한, A1로 나타내어지는 치환기가 추가로 가질 수 있는, 치환기로서 기능하는 알킬 기 (치환기의 일부를 형성하는 알킬 기를 포함함)로서, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기가 바람직하고, 메틸 기 또는 tert-부틸 기가 보다 바람직하다.
화학식 1에서, A2는 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 또는 2가 복소 방향족 기를 나타낸다. 상기에서 기술된 복소 방향족 기는 탄소 원자, 수소 원자, 및 하나 이상의 헤테로 원자 (탄소 원자 및 수소 원자 이외의 원자)를 포함하는 방향족 기를 가리킨다.
A2로 나타내어지는 1가 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예는 상기 A1의 구체적인 예와 유사하다. 또한, A2로 나타내어지는 2가 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예도 상기 A1의 구체적인 예와 유사하다.
A2로 나타내어지는 1가 복소 방향족 기의 구체적인 예로서, 예를 들어, 티에닐 기, 피롤릴 기, 피라지닐 기, 피리딜 기, 인돌릴 기, 퀴놀릴 기, 이소퀴놀릴 기, 나프티리디닐 기, 아크리디닐 기, 페난트롤리닐 기, 카르바졸릴 기, 벤조[a]카르바졸릴 기, 벤조[b]카르바졸릴 기, 벤조[c]카르바졸릴 기, 페나지닐 기, 페녹사지닐 기, 페노티아지닐 기, 벤조티오페닐 기, 디벤조티오페닐 기, 벤조푸라닐 기, 디벤조푸라닐 기, 옥사졸릴 기, 옥사디아졸릴 기, 인데노[3,2,1-kl]페녹사지닐 기, 및 인데노[3,2,1-jk]카르바졸릴 기가 언급될 수 있다.
A2로 나타내어지는 2가 복소 방향족 기의 구체적인 예로서, 예를 들어, 티오펜디일 기, 피롤디일 기, 피라진디일 기, 피리딘디일 기, 인돌디일 기, 퀴놀린디일 기, 이소퀴놀린디일 기, 나프티리딘디일 기, 아크리딘디일 기, 페난트롤린디일 기, 카르바졸디일 기, 벤조[a]카르바졸디일 기, 벤조[b]카르바졸디일 기, 벤조[c]카르바졸디일 기, 페나진디일 기, 페녹사진디일 기, 페노티아진디일 기, 벤조티오펜디일 기, 디벤조티오펜디일 기, 벤조푸란디일 기, 디벤조푸란디일 기, 옥사졸디일 기, 옥사디아졸디일 기, 인데노[3,2,1-kl]페녹사진디일 기, 및 인데노[3,2,1-jk]카르바졸디일 기가 언급될 수 있다.
또한, 본 발명에서, A2로 나타내어지는 치환기는 치환기로서 알킬 기, 알킬 기에 의해 치환될 수 있는 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 치환될 수 있는 비페닐 기를 추가로 가질 수 있다. 특히, 상기에서 기술된 알킬 기는 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기와 유사하고, 알킬 기의 구체적인 예는 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 것과 유사하다. 또한, A2로 나타내어지는 치환기가 추가로 가질 수 있는, 치환기로서 기능하는 알킬 기 (치환기의 일부를 형성하는 알킬 기를 포함함)로서, 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기가 바람직하고, 메틸 기 또는 tert-부틸 기가 보다 바람직하다.
화학식 1에서, n은 0 내지 4의 정수를 나타낸다. n은 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 1이다. n이 2 이상일 때, 다수의 A2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 특히 바람직하게는 화학식 2로 나타내어지는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이다.
[화학식 2]
Figure pct00004
화학식 2에서, B1은 2가 탄화수소 방향족 기를 나타낸다.
B1로 나타내어지는 2가 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예는 상기 A1로 나타내어지는 2가 탄화수소 방향족 기의 것과 유사하다.
또한, B1은 치환기로서 알킬 기를 추가로 가질 수 있다. B1이 추가로 가질 수 있는 알킬 기의 구체적인 예는 상기 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 것과 유사하다. B1이 추가로 가질 수 있는 알킬 기는 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 보다 바람직하게는 메틸 기 또는 tert-부틸 기이다.
화학식 2에서, B2는 1가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 복소 방향족 기를 나타낸다.
B2로 나타내어지는 1가 탄화수소 방향족 기의 구체적인 예는 상기 A1로 나타내어지는 1가 탄화수소 방향족 기의 것과 유사하다.
B2로 나타내어지는 1가 복소 방향족 기의 구체적인 예는 상기 A2로 나타내어지는 1가 복소 방향족 기의 것과 유사하다.
또한, B2는 치환기로서 알킬 기를 추가로 가질 수 있다. B2가 추가로 가질 수 있는 알킬 기의 구체적인 예는 상기 R1 및 R2로 나타내어지는 알킬 기의 것과 유사하다. B2가 추가로 가질 수 있는 알킬 기는 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 보다 바람직하게는 메틸 기 또는 tert-부틸 기이다.
화학식 2로 나타내어지는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 보다 바람직하게는 화학식 2에서 B1이 하기 2가 치환기로부터 선택되는 화합물이다.
Figure pct00005
화합물의 합성 방법
이어서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물의 합성 방법이 기술될 것이다.
본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은, 예를 들어, 화학식 3으로 나타내어지는 합성 방법에 따라 합성된다.
[화학식 3]
Figure pct00006
화학식 3에서, R1, R2, X1, X2, A1, A2, 및 n은 각각 화학식 1의 R1, R2, X1, X2, A1, A2, 및 n과 동일하다.
특히, 하기 화합물 (A) 및 (B)를 사용하여 Pd 촉매와의 교차-결합 반응을 통해 합성을 수행할 수 있다.
(A) 인데노[1,2-b]페난트렌의 2위치가 염소 원자에 의해 치환된 화합물.
(B) A1-(A2)n-H로 나타내어지는 치환기를 갖는 피나콜 보란 에스테르 화합물.
그러나, 화합물 (A) 및 (B) 대신에, 하기 화합물 (A') 및 (B')를 사용할 수도 있다.
(A') 인데노[1,2-b]페난트렌의 2위치가 피나콜 보란 에스테르 기에 의해 치환된 화합물.
(B') Hal-A1-(A2)n-H (Hal: 할로겐 원자)로 나타내어지는 화합물.
예를 들어, 화합물 (A)을 화학식 4로 나타내어지는 합성 방법에 따라 합성할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pct00007
화학식 4에서, R1, R2, X1, 및 X2는 각각 화학식 1의 R1, R2, X1, 및 X2와 동일하다.
특히, 요망되는 치환기 R1, R2, X1, 및 X2를 갖는 플루오렌의 피나콜 보로네이트 에스테르 및 2-브로모-4-클로로벤즈알데히드를 출발 원료로서 사용하여 하기 반응 (1) 내지 (3)을 순차적으로 수행함으로써 합성을 수행할 수 있다.
(1) Pd 촉매를 사용하는 교차-결합 반응
(2) 위티그(Wittig) 반응
(3) 산화 고리화 반응
화합물의 성질
일반적으로, 유기 발광 소자에서, 발광 효율을 감소시키고/시키거나 내구 수명을 감소시키는 하나의 원인으로서, 발광층 내에서의 발광 영역 (캐리어 재결합 영역)의 편재화가 언급될 수 있다. 하나의 유형의 캐리어가 너무 많이 또는 너무 적게 공급됨으로 인해, 발광층 내에 공급되는 정공과 전자 사이의 캐리어 균형이 잘 유지되지 않을 때는, 발광 영역의 편재화가 일어나기 쉽다. 이러한 경우에, 두 유형의 캐리어가 발광층 내에서 충분히 수송되지 않기 때문에, 불리하게도 국소적인 발광이 캐리어 수송층과 발광층 사이의 계면 근처에서 일어난다.
따라서, 유기 발광 소자의 높은 효율 및 보다 긴 수명을 달성하기 위해서, 발광 영역을 확장시키기 위해 발광층 내에서의 정공과 전자 사이의 캐리어 균형을 개선해야 한다. 캐리어 균형을 개선하기 위해서, 캐리어의 공급을 고려할 때, 발광층 내로 주입되는 캐리어의 양과 발광층 내에서 수송되는 캐리어의 양 둘 다를 조절하는 것이 중요하다. 이러한 경우에, 발광층이 발광 게스트 및 호스트로 이루어진 통상적인 유기 발광 소자에서, 호스트에 있어서, 캐리어 주입성을 HOMO 준위 및 LUMO 준위를 통해 조절하고 캐리어 수송성을 정공 이동도 및 전자 이동도를 통해 조절하는 것이 필수적이다.
일반적으로, 발광층 내에 함유된 많은 호스트에서, 호스트의 HOMO 준위는 인접한 정공 수송층의 HOMO 준위보다 더 깊기 때문에 (이온화 포텐셜이 더 높음), 정공 주입성이 낮아도, 호스트의 정공 이동도는 비교적 높다. 따라서, 정공 수송성이 높다고 말할 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자가 구동될 때, 소량의 주입된 정공이 발광층 내에서 빠르게 움직여서 전자 수송층 측으로 수송됨으로 인해, 캐리어 공급 균형이 나빠지고, 그 결과, 발광 영역의 편재화가 일어나기 쉽다.
특히, 발광 게스트로서 인광 발광 재료를 사용하는 인광 발광 소자에서, 상기에서 기술된 캐리어 균형은 특히 나빠지기 쉽다. 그 이유는, 일반적으로, 많은 경우에 인광 발광층 내에 함유된 호스트의 HOMO 준위가 깊기 때문에, 특히, 정공 수송층으로부터의 정공 주입성이 낮고, 그와 동시에, 정공 이동도가 보다 증가하기 때문이다.
따라서, 캐리어 균형을 개선하기 위해서는, 낮은 정공 주입성과의 균형을 개선하기 위해서, 호스트의 정공 이동도를 감소시킴으로써 정공 수송성을 감소시킬 수 있다. 유기 발광 소자를 형성하는 발광층과 같은 비결정질 필름에서 호스트의 정공 이동도를 감소시키는 방법으로서, 분자들 사이의 HOMO의 궤도의 중첩을 감소시켜 정공의 호핑(hopping) 거리를 증가시키는 방법이 언급될 수 있다. 상기에서 기술된 바와 같은 방법을 사용하여, 정공 이동도를 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 분자들 사이의 HOMO의 궤도의 중첩을 감소시키기 위해서 각각의 분자 구조 내에 HOMO 소부(sparse) 모이어티를 제공함으로써 분자 상의 HOMO 분포를 감소시키는 것을 목표로 한다. 이러한 경우에, HOMO 소부 모이어티는 분자 구조 내에서 HOMO의 궤도 밀도가 낮은 모이어티 또는 HOMO가 머무르지 않는 모이어티를 가리킨다. 또한, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 상기에서 기술된 바와 같은 HOMO 소부 잔기를 제공받을 수 있는 화합물이라는 것을 발견하였다.
이러한 실시양태에서는, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌인 화합물 (예시 화합물 A217)의 HOMO 및 상기 화합물의 구조와 유사한 구조를 갖는 올리고플루오렌 화합물 (비교 화합물 H1)의 HOMO가 논의될 것이다.
도 1은 예시 화합물 A217의 HOMO 및 비교 화합물 H1의 HOMO를 도시하는 개략적 도면이다.
본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌인 예시 화합물 A217에서, HOMO 소부 모이어티는 분자 말단에 위치하는 인데노[1,2-b]페난트렌 고리의 인데노 모이어티에 존재한다. 다른 한편으로는, 예시 화합물 A217의 경우와는 다르게, HOMO 소부 모이어티는 비교 실시예 H1 내에 존재하지 않고, HOMO는 균일하게 연장된다.
도 1에 도시된 바와 같이, HOMO 소부 모이어티가 예시 화합물 A217 내에 존재하는 이유는 예시 화합물 A217이 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 2위치의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 탄화수소 방향족 기 (플루오레닐 기)에 의해 치환된 특수한 분자 구조를 갖기 때문이다. 그런데, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격 상에는, 하기 화학식에 나타내어진 바와 같이 13 개의 치환 위치가 존재한다.
Figure pct00008
인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 각각의 13 개의 치환 위치에 존재하는 수소 원자가 탄화수소 방향족 기로서 기능하는 페닐 기에 의해 치환된 화합물에 대해 분자 궤도 계산을 수행할 때, 각각의 화합물의 HOMO는 하기 표 1에 명시된 바와 같다. 또한, 치환 생성물의 1위치의 경우에, 페닐 기와 13위치에 존재하는 수소 원자 사이의 입체 장애가 높기 때문에, 안정한 구조는 수득될 수 없고, 따라서 1위치 치환 생성물은 표 1에서 누락된다. 13위치 치환 생성물도 1위치 생성물과 동일한 이유 때문에 누락된다. 또한, 12위치에 존재하는 탄소는 sp3 탄소이기 때문에, 페닐 기와 인데노[1,2-b]페난트렌 골격 사이에 π 공액화가 형성되지 않고, 따라서, 12위치 치환 생성물도 누락된다.
Figure pct00009
표 1을 통해, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 2위치의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 페닐 기에 의해 치환된 경우에서만 HOMO 소부 모이어티가 형성된다는 것을 알 수 있다. 또한, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 2위치의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 페닐 기 이외의 탄화수소 방향족 기 (예컨대 나프틸 기 또는 플루오레닐 기)에 의해 치환된 화합물에 대해 분자 궤도 계산을 또한 수행했을 때, 상기에서 기술된 것과 유사한 HOMO 소부 모이어티가 존재한다는 것도 확인할 수 있었다. 따라서, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 2위치의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 치환되는 한, 치환기로서 기능하는 탄화수소 방향족 기의 유형에 상관 없이, HOMO 소부 잔기가 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 내에 존재한다고 말할 수 있다.
상기에서 기술된 바와 같이, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 2위치의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 탄화수소 방향족 기에 의해 치환될 때, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 분자 말단에 HOMO 소부 잔기를 갖는다. 따라서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 낮은 정공 수송성을 갖기 때문에, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 유기 발광 소자의 발광층의 호스트로서 사용되면, 발광층 내에서의 캐리어 균형은 개선된다. 따라서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 포함하는 유기 발광 소자에서, 발광 효율 및 수명은 개선된다.
또한, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 그 자체의 파장에서 T1 (최소 삼중항 여기 상태) 에너지는 481 ㎚이다. 따라서, 적색 인광 발광 재료가 게스트로서 사용될 때 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 발광층 내의 호스트로서 바람직하게 사용된다. 이러한 경우에, 적색 인광 발광 재료는 희석된 용액에서 인광 스펙트럼의 최대 발광 피크 파장이 580 내지 630 ㎚의 범위인 인광 발광 재료이다.
그러나, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 적색 인광 발광 재료 (게스트)를 위한 호스트로서 사용될 때, 약 540 ㎚ 초과의 파장에서 T1 에너지를 갖는 방향족 고리는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물에 도입되어서는 안 된다. 그 이유는 호스트의 T1 에너지는 발광층 내의 T1 여기자를 ?칭(quenching)시키지 않기 위해서 게스트의 T1 에너지보다 더 크도록 설정되어야 하기 때문이다. 하기 표 2에는, 주 방향족 고리의 (파장에서의) T1 에너지가 명시되어 있다.
Figure pct00010
표 2를 통해, 적색 인광 발광 재료가 게스트로서 사용될 때, 인데노[1,2-b]페난트렌의 T1 에너지보다 더 높은 T1 에너지를 갖는 방향족 고리(벤젠에서 크리센까지)로부터만 형성된 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 발광층의 호스트로서 바람직하게 사용된다.
또한, 형광 발광 재료가 게스트로서 사용될 때 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 또한 발광층의 호스트로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 형광 발광 재료의 발광 파장에 적합한 S1 에너지를 갖는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 적절하게 선택되어야 하지만, 상기에서 기술된 T1 에너지에 대한 제한사항이 반드시 고려되는 것은 아니다. 따라서, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 그 자체의 T1 에너지보다 더 낮은 T1 에너지를 갖는 방향족 고리를 포함하는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물도 형광 발광 재료 (게스트)를 위한 발광층의 호스트로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 유기 발광 소자의 구성 재료로서 사용될 때, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물의 순도는 바람직하게는 승화 정제 등에 의해 그의 사용 직전에 증가된다. 그 이유는 유기 화합물의 고도의 정제의 경우에, 승화 정제는 탁월한 정제 효과를 갖기 때문이다. 상기에서 기술된 바와 같은 승화 정제에서, 일반적으로, 보다 높은 분자량의 유기 화합물은 보다 높은 온도를 필요로 하고, 이러한 보다 높은 온도에 의해, 예를 들어, 유기 화합물은 열분해되기 쉽다. 따라서, 유기 발광 소자의 구성 재료로서 사용되는 유기 화합물은 바람직하게는 1,000 이하의 분자량을 가져서 과도한 가열을 수행하지 않고도 승화 정제를 수행할 수 있다.
인데노[1,2-b]페난트렌 화합물의 구체적인 예
이하에서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물의 구체적인 예가 명시될 것이다. 그러나, 본 발명은 이들 예로 제한되는 것은 아니다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
상기에서 도시된 예시 화합물 중에서, 예시 화합물 A101 내지 A124는 각각 화학식 1로 나타내어지고 n이 0인 화합물 군에 속하는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이다. n이 0인 첫 번째 군의 화합물이 각각 비교적 높은 S1 에너지 및 작은 분자량을 갖기 때문에, 상기 화합물의 정제는, 예를 들어, 승화 정제에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 또한, 첫 번째 군의 화합물은 각각 바람직하게는 적색 인광 발광 재료를 위한 호스트로서 사용된다.
예시 화합물 중에서, 예시 화합물 A201 내지 A234는 각각 화학식 2로 나타내어지는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이다. 화학식 2로 나타내어지는 화합물에 상응하는 두 번째 군의 화합물은 서로 연결된 두 개의 방향족 고리로 이루어진 치환기를 갖고, 따라서 전체 화합물의 π 공액화 길이, 즉 화합물의 S1 에너지는 적색 인광 발광 재료를 위한 호스트를 위해 가장 바람직하다.
예시 화합물 중에서, 예시 화합물 A301 내지 A330은 각각 세 개 이상의 방향족 고리로 이루어진 치환기가 인데노[1,2-b]페난트렌 골격에 결합된 화학식 1로 나타내어지는 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이다. 이러한 구조적 특징을 갖는 세 번째 군의 화합물은, 화학식 1에서 n이 2 이상이거나, n이 1이고 치환기 A1와 A2 중 하나가 페닐 또는 비페닐 기를 추가로 갖는 화합물이다. 세 번째 군의 예시 화합물, 예컨대 A301 내지 A310, A321, 및 A322에서, 치환기 내에 포함된 m-페닐렌 모이어티에 의해 π 공액화가 파괴된다. 따라서, 화합물 그 자체의 HOMO는 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 근처에서 편재화되고, π 궤도는 치환기 A1 및 A2에 상응하는 치환기 상으로 연장되지 않는다. 따라서, 세 번째 군의 화합물에서, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 인데노 모이어티 외에도, 이러한 골격에 결합된 치환기도 HOMO 소부 모이어티로서 기능하고, 따라서, 특히 정공 이동도가 특징적으로 낮다.
각각 화학식 1로 나타내어진 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 중에서, 상기 예시 화합물 중에서 예시 화합물 A401 내지 A408은 각각, 인데노[1,2-b]페난트렌 골격의 T1 에너지보다 더 낮은 T1 에너지를 갖는 방향족 고리를 치환기로서 포함하는 화합물이다. 상기 화합물에 상응하는 네 번째 군의 화합물에서, 다른 군의 화합물과 마찬가지로, 정공 이동도가 역시 억제된다. 또한, 네 번째 군의 화합물은 낮은 T1 에너지를 갖기 때문에 형광 발광 재료를 위한 호스트로서 각각 바람직하게 사용된다.
유기 발광 소자
이어서, 본 발명의 유기 발광 소자가 기술될 것이다.
본 발명의 유기 발광 소자는 적어도 서로 대면하는 두 개의 전극, 즉 양극 및 음극, 및 전극들 사이에 위치한 유기 화합물 층을 포함한다. 본 발명의 유기 발광 소자에서, 유기 화합물 층은 적어도 발광 재료를 함유하는 발광층을 포함한다. 또한, 본 발명의 발광 소자는 유기 화합물 층 내에 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 포함한다.
본 발명의 유기 발광 소자의 소자 구조로서, 지지 기판 상에 하기 층들을 순차적으로 라미네이팅시킴에 의해 형성된 다층 소자 구조가 언급될 수 있다.
(1) 양극/발광층/음극
(2) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
(3) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
(4) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
(5) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
(6) 양극/정공 수송층/전자 차단층/발광층/정공 차단층/전자 수송층/음극
그러나, 이들 소자 구조의 예는 단지 기본 소자 구조일 뿐이며, 본 발명의 화합물을 사용하는 유기 발광 소자의 구조는 상기에서 언급된 것으로 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 절연층, 접착제 층, 또는 전극과 유기 화합물 층 사이의 계면에 간섭층이 제공된 구조가 사용될 수도 있다. 또한, 전자 수송층 또는 정공 수송층이 상이한 이온화 포텐셜을 갖는 다수의 층으로 이루어진 구조 및 발광층이 상이한 발광 재료를 함유하는 다수의 층으로 이루어진 구조와 같은 다양한 구조가 사용될 수도 있다.
본 발명에서, 예를 들어, 전자 차단층과 정공 차단층이 둘 다 제공된 상기 구조 (6)가 바람직하게 사용된다. 구조 (6)에서, 두 캐리어, 정공 및 전자는 발광층 내에 갇혀 있을 수 있기 때문에, 캐리어 누출이 일어나지 않고, 따라서 높은 발광 효율을 갖는 발광 소자가 수득될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 지지 기판 측에 위치한 전극으로부터 광이 추출되는 배면 방출 유형, 지지 기판의 반대측으로부터 광이 추출되는 전면 방출 유형, 또는 광이 전면 및 배면 표면으로부터 추출되는 유형일 수 있다.
본 발명의 화합물은 주로 유기 발광 소자의 발광층을 위해 사용된다. 이러한 경우에 발광층은 하나의 유형의 성분으로부터 형성될 수 있거나 다수의 유형의 성분으로부터 형성될 수 있다. 발광층이 다수의 유형의 성분으로부터 형성될 때, 성분은 주성분 및 부성분으로 분류될 수 있다.
주성분은 발광층을 형성하는 모든 화합물 중에서 가장 높은 중량비를 갖는 화합물이며 호스트라고 불릴 수 있다. 부성분은 주성분 이외의 화합물이며, 성분의 기능 및/또는 역할에 따라 게스트 (도판트), 발광 보조 재료, 또는 전하 주입 재료라고 불릴 수 있다.
이러한 실시양태에서, 게스트는 발광층 내의, 주로 발광을 담당하는 화합물이다. 다른 한편으로는, 호스트는 게스트 주위에 위치한 매트릭스로서 발광층 내에 존재하는 화합물이고 주로 캐리어의 수송 및 게스트에의 여기 에너지의 공급을 담당하는 화합물이다.
발광 보조 재료는 발광층 내의 호스트의 중량비보다 더 작은 중량비를 갖는 화합물이고, 이것은 게스트의 발광의 보조를 담당하며, 제2 호스트라고도 불린다.
게스트 대 호스트의 농도는 발광층의 구성 재료의 총량을 기준으로 0.01 내지 50 중량%이고, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%이다. 또한, 농도 ?칭을 방지하기 위해서, 게스트의 농도는 특히 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%이다.
또한, 게스트는 호스트로 이루어진 전체 층 내에 균일하게 함유될 수 있고, 예정된 농도 구배를 갖도록 이것 내에 함유될 수 있고, 게스트 없이 호스트로만 이루어진 영역을 형성하도록 특정 영역 내에 부분적으로 함유될 수 있다.
상기에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 발광층의 호스트로서 바람직하게 사용되긴 하지만, 보다 바람직하게는 인광 발광 재료로 이루어진 게스트를 위한 발광층의 호스트로서 사용된다. 즉, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 바람직하게는 인광 발광 소자의 발광층에서 호스트로서 사용된다.
발광층의 게스트로서 사용되는 인광 발광 재료로서, 예를 들어, 금속 착체, 예컨대 이리듐 착체, 백금 착체, 레늄 착체, 구리 착체, 유로퓸 착체, 및 루테늄 착체가 언급될 수 있다. 상기에서 언급된 것들 중에서, 강한 인광 발광능을 갖는 이리듐 착체가 바람직하다. 이러한 경우에, 인광 발광 재료의 발광색은 상기에서 기술된 T1 에너지와 관련하여 580 내지 630 ㎚의 최대 발광 피크 파장을 갖는다. 또한, 여기자 및/또는 전자의 전달을 보조하기 위해서, 하나의 발광층은 다수의 인광 발광 재료를 함유할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자는 백색광을 방출하는 발광 소자일 수 있다. 이러한 경우에, 발광층은 다수의 발광 재료를 가지며, 상기 재료 중 하나 이상은 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이다.
이하에서, 본 발명의 유기 발광 소자 내에 함유되는 인광 발광 재료로서 사용되는 이리듐 착체의 구체적인 예가 하기에 도시될 것이지만, 본 발명은 이들로 제한되는 것은 아니다.
Figure pct00017
본 발명의 유기 발광 소자에서는, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 외에도, 필요하다면, 공지된 저분자량 및 고분자량 재료도 사용될 수 있다. 보다 특히, 정공 주입/수송 재료, 호스트, 발광 재료, 전자 주입/수송 재료 등도 조합되어 사용될 수 있다.
이하에서, 이들 재료의 구체적인 예가 하기에 기술될 것이다.
정공 주입/수송 재료로서, 양극으로부터의 정공이 용이하게 주입되고 주입된 정공이 발광층으로 수송될 수 있도록 높은 정공 이동도를 갖는 재료가 바람직하다. 또한, 소자에서, 결정화와 같은 필름 품질의 저하를 방지하기 위해서, 높은 유리전이온도를 갖는 재료가 바람직하다. 정공 주입/수송능을 갖는 저분자량 및 고분자량 재료로서, 예를 들어, 트리아릴아민 유도체, 아릴카르바졸 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 스틸벤 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 포르피린 유도체, 폴리(비닐 카르바졸), 폴리(티오펜), 및 다른 전기도전성 중합체가 언급될 수 있다.
주로 발광 기능을 담당하는 발광 재료로서, 상기 인광 발광 게스트 재료 또는 그의 유도체 외에도, 예를 들어, 축합 고리 화합물 (플루오렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 테트라센 유도체, 안트라센 유도체, 및 루브렌을 포함함), 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 스틸벤 유도체, 유기 알루미늄 착체, 예컨대 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄, 유기 베릴륨 착체, 폴리(페닐렌 비닐렌) 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 및 폴리페닐렌 유도체가 언급될 수 있다.
발광층의 호스트 재료로서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물 외에도, 탄화수소 방향족 화합물 및 그의 유도체가 언급될 수 있고, 또한, 예를 들어, 카르바졸 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 유기 알루미늄 착체, 예컨대 트리스(8-퀴놀리놀레이트)알루미늄, 및 유기 베릴륨 착체도 언급될 수 있다.
전자 주입/수송 재료로서, 정공 수송 재료의 정공 이동도와의 균형을 고려하여, 재료는, 음극으로부터의 전자가 용이하게 주입되고 주입된 전자를 발광층으로 수송할 수 있는 재료로부터 임의로 선택될 수 있다. 전자 주입능 및 전자 수송능을 갖는 재료로서, 예를 들어, 옥사디아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 피라진 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 유기 알루미늄 착체가 언급될 수 있다.
양극의 구성 재료로서, 가능한 한 큰 일함수를 갖는 재료가 바람직하다. 예를 들어, 금속 원소, 예컨대 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐, 코발트, 셀레늄, 바나듐, 및 텅스텐; 상기에서 언급된 금속 원소들의 조합을 사용하는 합금; 및 금속 산화물, 예컨대 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 인듐 주석 산화물 (ITO), 및 인듐 아연 산화물이 사용될 수 있다. 또한, 전기도전성 중합체, 예컨대 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리티오펜도 사용될 수 있다.
이들 전극 재료는 단독으로 사용될 수 있거나 그의 둘 이상의 조합으로서 사용될 수 있다. 또한, 양극은 하나의 층 또는 다수의 층으로부터 형성될 수 있다.
다른 한편으로는, 음극의 구성 재료로서, 가능한 한 작은 일함수를 갖는 재료가 바람직하다. 예를 들어, 알칼리 금속, 예컨대 리튬; 알칼리토 금속, 예컨대 칼슘; 및 금속 원소, 예컨대 알루미늄, 티타늄, 망간, 은, 납, 및 크롬이 언급될 수 있다. 또한, 상기 금속 원소의 조합으로 이루어진 합금도 사용될 수 있다. 예를 들어, 마그네슘-은, 알루미늄-리튬, 및 알루미늄-마그네슘이 사용될 수 있다. 금속 산화물, 예컨대 인듐 주석 산화물 (ITO)도 사용될 수 있다.
이들 전극 재료는 단독으로 사용될 수 있거나 그의 둘 이상의 조합으로서 사용될 수 있다. 또한, 음극은 하나의 층 또는 다수의 층으로부터 형성될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자에서, 본 발명의 유기 화합물을 함유하는 층 및 또 다른 유기 화합물로 이루어진 층을 하기 방법을 통해 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 소자를 형성하는 유기 화합물 층을, 유기 화합물이 적절한 용매에 용해되는, 진공 증착 방법, 이온화 증착 방법, 스퍼터링 방법, 플라스마 증착 방법, 또는 공지된 코팅 방법 (예컨대 스핀 코팅 방법, 디핑 방법, 캐스팅 방법, LB 방법, 또는 잉크젯 방법)을 통해 형성할 수 있다.
상기 층을 진공 증착 방법 또는 용액 코팅 방법을 통해 형성할 때, 결정화 등이 일어날 가능성이 없고, 탁월한 경시 안정성이 수득될 수 있다. 또한, 필름을 코팅 방법을 통해 수득할 때, 필름을 적절한 결합제 수지와의 조합으로서 형성할 수도 있다.
상기에서 기술된 결합제 수지로서, 폴리(비닐 카르바졸) 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, ABS 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 우레아 수지 등이 예로서 언급될 수 있지만, 결합제 수지는 상기에서 언급된 것으로 제한되는 것은 아니다.
또한, 결합제 수지는 단독의 단독중합체 또는 공중합체, 또는 그의 둘 이상의 유형의 조합으로서 사용될 수 있다. 또한, 필요하다면, 첨가제, 예컨대 공지된 가소제, 산화방지제, 및 UV 흡수제가 조합으로서 사용될 수도 있다.
유기 발광 소자의 응용
본 발명의 유기 발광 소자는 디스플레이 디바이스 또는 조명 디바이스의 구성 부재로서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 발광 소자는 또한, 예를 들어, 전자사진방식 화상 형성 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스의 백라이트, 및 조명의 노광 장치로서 사용될 수도 있다. 또한, 유기 발광 소자는 색 필터를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 디바이스는 각각 본 발명의 유기 발광 소자를 갖는 다수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 유닛을 갖는다.
또한, 이러한 픽셀은 본 발명의 유기 발광 소자 및 능동 소자를 포함한다. 능동 소자의 한 예로서, 발광 휘도를 조절하는 스위칭 소자가 언급될 수 있고, 스위칭 소자의 한 예로서, TFT 소자가 언급될 수 있다.
픽셀 내에 포함된 유기 발광 소자의 양극 또는 음극은 TFT 소자의 드레인 전극 또는 소스 전극과 연결된다. 또한, 디스플레이 디바이스는 개인용 컴퓨터 (PC)의 화상 디스플레이 디바이스로서 사용될 수 있다. 또한, TFT 소자는 지지 기판의 절연 표면 상에 제공된다.
디스플레이 소자는 에어리어(area) 방식 CCD, 선형 방식 CCD, 메모리 카드로부터의 화상 정보를 입력하는 입력 유닛을 갖고 입력된 화상을 디스플레이 유닛 상에 표시하는 화상 정보 처리 디바이스일 수 있다.
또한, 화상 정보 처리 디바이스 또는 화상 형성 디바이스의 화상의 디스플레이 유닛은 터치 패널 기능을 가질 수 있다. 또한, 디스플레이 디바이스는 다기능 인쇄기의 디스플레이 유닛으로서 사용될 수 있다.
조명 디바이스는 방을 조명하는 디바이스이다. 조명 디바이스는 백색, 주백색, 및 청색 내지 적색을 포함하는 다른 색으로부터 선택되는 색의 광을 방출하는 디바이스일 수 있다.
본 발명의 조명 디바이스는 본 발명의 유기 발광 소자 및 이것과 연결된 AC/DC 변환기 회로를 갖는다. 또한, 발광 디바이스는 색 필터를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조명 디바이스를 형성하는 AC/DC 변환기 회로는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시키는 회로이다.
본 발명의 화상 형성 디바이스는 감광체, 이러한 감광체의 표면을 대전시키는 대전 유닛, 정전 잠상을 형성하도록 감광체를 노광시키는 노광 유닛, 및 감광체의 표면 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상기를 갖는 화상 형성 디바이스이다. 이러한 화상 형성 디바이스의 노광 유닛은 본 발명의 유기 발광 소자를 포함한다.
이어서, 도면과 관련하여, 본 발명의 디스플레이 디바이스가 기술될 것이다. 도 2는 유기 발광 소자 및 이것과 연결된 TFT 소자를 갖는 디스플레이 디바이스의 한 예를 도시하는 개략적 횡단면도이다. 또한, 도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)를 형성하는 유기 발광 소자로서, 본 발명의 유기 발광 소자가 사용된다.
도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)는, 예를 들어, TFT 소자 또는 유기 화합물 층을 보호하기 위한 유리 및 이것 위에 제공된 방습 필름 (12)으로 이루어진 지지 기판 (11)을 포함한다. 또한, 도면부호 13은 게이트 전극을 가리킨다. 도면부호 14는 게이트 절연 필름을 가리키고, 도면부호 15는 반도체 층을 가리킨다.
TFT 소자 (18)는 반도체 층 (15), 드레인 전극 (16), 및 소스 전극 (17)을 나타낸다. TFT 소자 (18) 상에는, 절연 필름 (19)이 제공되어 있다. 유기 발광 소자를 형성하는 양극 (21)은 접촉홀(contact hole) (20)을 통해 소스 전극 (17)과 연결된다.
또한, 유기 발광 소자 내에 포함된 전극 (양극 또는 음극)과 TFT 내에 포함된 전극 (소스 전극 또는 드레인 전극) 사이의 전극 연결 방법은 도 2에 도시된 모드로만 제한되는 것은 아니다. 즉, 양극과 음극 중 하나는 TFT 소자의 소스 전극과 드레인 전극 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)에서, 유기 화합물 층은 하나의 층으로부터 형성된 것처럼 도시되어 있지만, 유기 화합물 층 (22)은 다수의 층을 포함할 수 있다. 음극 (23) 상에는, 유기 발광 소자의 열화를 억제하기 위해서 제1 보호층 (24)과 제2 보호층 (25)이 제공되어 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)가 백색 광을 방출하는 디스플레이 디바이스일 때, 도 2에서 유기 화합물 층 (22) 내에 포함된 발광층은 적색광 방출 재료, 녹색광 방출 재료 및 청색광 방출 재료를 혼합함에 의해 형성된 층일 수 있다. 또한, 적색광 방출 재료로부터 형성된 층, 녹색광 방출 재료로부터 형성된 층, 및 청색광 방출 재료로부터 형성된 층을 라미네이팅함에 의해 형성된 라미네이트 유형의 발광층을 사용할 수도 있다. 또한, 또 다른 방법으로서, 적색광 방출 재료로부터 형성된 층, 녹색광 방출 재료로부터 형성된 층, 및 청색광 방출 재료로부터 형성된 층을 나란히 배열하여 하나의 발광층 내에 도메인을 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)에서, 트랜지스터가 스위칭 소자로서 사용되지만, 트랜지스터 대신에, MIM 소자도 스위칭 소자로서 사용될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1)에서 사용되는 트랜지스터는 단결정 규소 웨이퍼로부터 형성된 트랜지스터로 제한되는 것은 아니며 지지 기판의 절연 표면 상에 활성 층을 갖는 박막 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 활성 층으로서 단결정 규소를 사용하는 박막 트랜지스터, 활성 층으로서 비결정질 규소 또는 미세결정질 규소와 같은 비-단결정 규소를 사용하는 박막 트랜지스터, 및 활성 층으로서 인듐 아연 산화물 또는 인듐 갈륨 아연 산화물과 같은 비-단결정 산화물 반도체를 사용하는 박막 트랜지스터도 사용될 수 있다. 그런데, 박막 트랜지스터는 TFT 소자라고도 불릴 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 디바이스 (1) 내에 포함된 트랜지스터는 Si 지지 기판과 같은 지지 기판 내에서 형성될 수 있다. 이러한 실시양태에서, "트랜지스터는 지지 기판 내에서 형성된다"란 Si 지지 기판과 같은 지지 기판 그 자체가 트랜지스터를 형성하도록 가공됨을 의미한다. 즉, "트랜지스터가 지지 기판 내에 제공된다"란 또한 기판 및 트랜지스터가 일체형으로 형성됨을 의미한다.
트랜지스터가 지지 기판 내에 형성되는지 아닌지는 정세도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 인치 당 정세도가 QVGA의 것과 대략 동일할 때, 유기 발광 소자는 바람직하게는 Si 지지 기판 내에 제공된다.
기술된 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 소자를 사용하는 디스플레이 디바이스를 구동시킬 때, 바람직한 화상 품질을 수득할 수 있고, 심지어 디스플레이가 오랜 시간 동안 수행되는 경우에도 안정한 디스플레이를 수득할 수 있다.
또한, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 유기 발광 소자를 위해서 뿐만 아니라 생체내 표식 또는 필터 필름의 구성 재료로서 사용될 수도 있다.
<실시예>
실시예 1: 예시 화합물 A211의 합성
(1) InPtCl -1의 합성
Figure pct00018
하기 시약 및 용매를 200 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
2-브로모-4-클로로벤즈알데히드: 3.00 g (13.7 mmol)
FL-Bpin: 4.47 g (13.9 mmol)
테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0): 474 ㎎ (0.41 mmol)
톨루엔: 60 ㎖
에탄올: 30 ㎖
10 wt% 수성 탄산나트륨 용액: 30 ㎖
이어서, 반응 용액을 2 시간 동안 가열하면서 질소 하에서 교반함으로써 환류시켰다. 반응을 완결시킨 후에, 반응 용액에 톨루엔 및 물을 첨가하고, 혼합물을 교반하고, 이어서 유기 층을 분액 조작을 통해 분리하였다. 이어서, 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척한 후에 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이어서 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 2/1)를 사용하여 정제하여, 중간체 1 4.33 g (수율: 95 %)을 수득하였다.
이어서, (메톡시메틸)트리페닐포스포늄 클로라이드 9.37 g (27.3 mmol) 및 탈수된 디에틸 에테르 50 ㎖를 실온에서 질소-대체된 500 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다. 이어서, 반응 용액을 교반하는 동안에, 여기에 tert-부톡시 포타슘의 1 M THF 용액 27.3 ㎖ (27.3 mmol)를 첨가하고, 교반을 추가로 1 시간 동안 수행하였다. 이어서 상기 중간체 1 4.33 g (13.0 mmol)이 THF 용액 90 ㎖에 용해된 용액을 반응 용액에 첨가하였다. 이어서, 반응 용액을 실온에서 3 시간 동안 추가로 교반한 후에, 반응을 ?칭시키기 위해서 여기에 물을 첨가하였다. 이어서, 수 층을 분액 조작을 통해 에틸 아세테이트로써 3 번 추출한 후에, 유기 층을 합한 것을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척하고, 이어서 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서, 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이어서 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 2/1)를 사용하여 정제하여, 중간체 2 4.50 g (수율: 96 %)을 수득하였다.
이어서, 탈수된 디클로로메탄 180 ㎖ 및 진한 황산 2.0 ㎖를 질소-대체된 500 ㎖ 나스 플라스크에 채우고 충분히 교반한 후에, 실온에서 중간체 2 4.50 g (12.5 mmol)이 디클로로메탄 용매 20 ㎖에 용해된 용액을 반응 용액에 적가하였다. 이어서, 반응 용액을 실온에서 3 시간 동안 추가로 교반한 후에, 반응을 ?칭시키기 위해서 여기에 물을 첨가하였다. 이어서, 반응 용액을 중화시킨 후에, 이어서 수 층을 분액 조작을 통해 클로로포름으로써 1 번 추출한 후에, 유기 층을 합한 것을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척하고, 이어서 황산마그네슘 상에서 건조시켰다. 이어서, 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이어서 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 5/1)를 사용하여 정제하여, InPTCl-1 3.83 g (수율: 93 %)을 수득하였다.
이렇게 수득된 InPTCl-1을 하기 방법을 사용하여 정체를 확인하였다.
MALDI-TOF-MS (매트릭스-보조 레이저 탈착-이온화 질량분석법)
실측값: m/z = 328.102, 계산값: C23H17Cl = 328.288
[1H-NMR (400 MHz, CDCl3)]
δ 8.71(d,1H), 8.61(s,1H), 8.19(s,1H), 7.91-7.88(dd,1H), 7.82(d,2H), 7.68(d,1H), 7.55-7.50(m,2H), 7.42-7.39(m,2H), 1.66(s,6H).
(2) InPTBpin -1의 합성
Figure pct00019
하기 시약 및 용매를 질소-대체된 100 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTCl-1: 1.20 g (3.65 mmol)
비스(피나콜레이토)디보론: 1.11 g (4.38 mmol)
팔라듐(0) 아세테이트: 41 ㎎ (0.182 mmol)
SPhos (2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시비페닐): 150 ㎎ (0.365 mmol)
아세트산칼륨: 0.895 g (9.12 mmol)
1,4-디옥산 (탈수된 것): 24 ㎖
이어서, 반응 용액을 10 분 동안 질소 발포 처리하고, 이어서 2 시간 30 분 동안 115 ℃에서 가열하면서 질소 하에서 교반하였다. 이어서 반응 용액을 실온으로 냉각시킨 후에, 톨루엔을 첨가함으로써 반응 용액을 희석시켜 염을 생성하고, 이러한 염을 여과를 통해 제거하였다. 여과액을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척하고 이어서 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 이렇게 처리된 여과액을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이어서 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 톨루엔/헵탄 = 3/2)를 사용하여 정제하여, InPTBpin-1 1.32 g (수율: 86 %)을 수득하였다.
(3) 예시 화합물 A211의 합성
Figure pct00020
하기 시약 및 용매를 100 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTBpin-1: 500 ㎎ (1.19 mmol)
3-(6-브로모나프탈렌-2-일)크리센: 491 ㎎ (1.13 mmol)
테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0): 39 ㎎ (34 μmol)
톨루엔: 16 ㎖
에탄올: 8 ㎖
10 wt% 수성 탄산나트륨 용액: 8 ㎖
이어서, 반응 용액을 4 시간 동안 가열하면서 질소 하에서 교반함으로써 환류시켰다. 반응을 완결시킨 후에, 반응 용액에 물을 첨가하고 이것을 교반함으로써 침전시킨 결정을 여과를 통해 수득하고 이어서 물 및 에탄올로써 이러한 순서대로 세척하여, 조질 생성물을 수득하였다. 이러한 조질 생성물을 크실렌 120 ㎖를 사용하여 가열함으로써 용해시킨 후에, 소량의 실리카겔을 사용하여 열시 겔 여과를 수행하였다. 이어서, 여과액을 감압 하에서 농축시킨 후에, 크실렌/헵탄으로부터 재결정화를 수행하고, 이렇게 수득된 결정을 150 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A211 561 ㎎ (수율: 77 %)를 수득하였다.
이어서, 1×10-4 Pa 및 385 ℃에서 승화 정제를 수행하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A211 256 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[ MALDI - TOF - MS ]
실측값: m/z = 646.454, 계산값: C51H34 = 646.266
실시예 2: 예시 화합물 A217의 합성
Figure pct00021
하기 시약 및 용매를 질소-대체된 100 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTCl-1: 700 ㎎ (2.13 mmol)
2FL-Bpin: 1.14 g (2.24 mmol)
트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0): 97 ㎎ (0.106 mmol)
XPhos (2-디시클로헥실포스피노-2',4',6'-트리이소프로필비페닐): 152 ㎎ (0.319 mmol)
인산칼륨: 1.35 g (6.39 mmol)
톨루엔: 36 ㎖
물: 1 ㎖
이어서, 반응 용액을 10 분 동안 질소 발포 처리하고, 이어서 3 시간 동안 110 ℃에서 가열하면서 질소 하에서 교반하였다. 반응이 완결된 후에, 이어서 톨루엔 및 물을 반응에 첨가하고, 교반을 추가로 수행하고, 이어서 분액 조작을 통해 유기 층을 분리하였다. 이어서 이러한 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척하고 황산나트륨 상에서 추가로 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이어서 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 3/1)를 사용하여 정제하였다. 또한, 톨루엔/헵탄으로부터의 재결정화를 통해 수득된 결정을 150 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A217 1.28 g (수율: 88 %)을 수득하였다. 이어서, 이렇게 수득된 화합물의 일부를 1×10-4 Pa 및 360 ℃에서 승화 정제 처리하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A217 845 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[MALDI-TOF-MS]
실측값: m/z = 678.519, 계산값: C53H42 = 678.329
실시예 3: 예시 화합물 A205의 합성
Figure pct00022
하기 시약 및 용매를 100 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTBpin-1: 300 ㎎ (0.714 mmol)
DBTPh-Br: 263 ㎎ (0.680 mmol)
테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0): 24 ㎎ (20 μmol)
톨루엔: 10 ㎖
물: 5 ㎖
10 wt% 수성 탄산나트륨 용액: 5 ㎖
이어서, 반응 용액을 4 시간 동안 가열하면서 질소 하에서 교반함으로서 환류시켰다. 반응이 완결된 후에, 톨루엔 및 물을 반응 용액에 첨가하고, 혼합물을 교반하고, 이어서 분액 조작을 통해 유기 층을 분리하였다. 이어서, 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척한 후에 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 3/1)를 사용하여 정제하고, 이어서 톨루엔/헵탄으로부터의 재결정화를 통해 추가로 정제하였다. 이어서, 이렇게 수득된 결정을 150 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A205 267 ㎎ (수율: 71 %)을 수득하였다.
이어서, 1×10-4 Pa 및 340 ℃에서 승화 정제를 수행하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A205 160 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[ MALDI - TOF - MS ]
실측값: m/z = 552.375, 계산값: C41H28S = 552.191
실시예 4: 예시 화합물 A309의 합성
Figure pct00023
하기 시약 및 용매를 질소-대체된 50 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTCl-1: 300 ㎎ (0.912 mmol)
5Ph-Bpin: 478 ㎎ (0.940 mmol)
트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0): 97 ㎎ (0.106 mmol)
XPhos: 66 ㎎ (0.138 mmol)
인산칼륨: 581 ㎎ (2.73 mmol)
톨루엔: 15 ㎖
물: 0.3 ㎖
이어서, 반응 용액을 10 분 동안 질소 발포 처리하고, 이어서 5 시간 동안 110 ℃에서 가열하면서 질소 하에서 교반하였다. 반응이 완결된 후에, 톨루엔 및 물을 반응 용액에 첨가하고 혼합물을 교반하고, 이어서 분액 조작을 통해 유기 층을 분리하였다. 이어서, 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척한 후에 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 2/1)를 사용하여 정제하고 이어서 톨루엔/헵탄으로부터의 재결정화를 통해 추가로 정제하였다. 이어서, 이렇게 수득된 결정을 150 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A309 490 ㎎ (수율: 80 %)을 수득하였다.
이어서, 1×10-4 Pa 및 390 ℃에서 승화 정제를 수행하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A309 315 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[ MALDI - TOF - MS ]
실측값: m/z = 674.502, 계산값: C53H38 = 674.297
실시예 5: 예시 화합물 A402의 합성
Figure pct00024
하기 시약 및 용매를 질소-대체된 50 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTCl-1: 300 ㎎ (0.912 mmol)
tBuPy-Bpin: 361 ㎎ (0.940 mmol)
트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0): 97 ㎎ (0.106 mmol)
XPhos: 66 ㎎ (0.138 mmol)
인산칼륨: 581 ㎎ (2.73 mmol)
톨루엔: 15 ㎖
물: 0.3 ㎖
이어서, 반응 용액을 10 분 동안 질소 발포 처리하고, 이어서 4 시간 동안 110 ℃에서 가열하면서 질소 하에서 교반하였다. 반응이 완결된 후에, 톨루엔 및 물을 반응 용액에 첨가하고 혼합물을 교반하고, 이어서 분액 조작을 통해 유기 층을 분리하였다. 이어서, 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척한 후에 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 2/1)를 사용하여 정제하고 이어서 톨루엔/헵탄으로부터의 재결정화를 통해 추가로 정제하였다. 이어서, 이렇게 수득된 결정을 150 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A402 414 ㎎ (수율: 82 %)을 수득하였다.
이어서, 1×10-4 Pa 및 360 ℃에서 승화 정제를 수행하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A402 280 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[ MALDI - TOF - MS ]
실측값: m/z = 550.458, 계산값: C43H34 = 550.266
실시예 6: 예시 화합물 A115의 합성
Figure pct00025
(1) InPTCl-2의 합성
실시예 1(1)에서 사용된 FL-Bpin 대신에 tBuPL-Bpin을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 1(1)의 방법과 유사한 방법을 사용하여 InPTCl-2를 합성하였다.
(2) 예시 화합물 A115의 합성
하기 시약 및 용매를 질소-대체된 50 ㎖ 나스 플라스크에 채웠다.
InPTCl-2: 250 ㎎ (0.649 mmol)
tBuPy-Bpin: 252 ㎎ (0.668 mmol)
트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0): 30 ㎎ (32 μmol)
XPhos: 46 ㎎ (96 μmol)
인산칼륨: 413 ㎎ (1.95 mmol)
톨루엔: 12 ㎖
물: 0.3 ㎖
이어서, 반응 용액을 10 분 동안 질소 발포 처리하고, 이어서 5 시간 동안 110 ℃에서 가열하면서 질소 하에서 교반하였다. 반응이 완결된 후에, 톨루엔 및 물을 반응 용액에 첨가하고 혼합물을 교반하고, 이어서 분액 조작을 통해 유기 층을 분리하였다. 이어서, 유기 층을 포화 수성 염화나트륨 용액으로써 세척하고 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 이어서 유기 층을 감압 하에서 농축시켜, 조질 생성물을 수득하였다. 이러한 조질 생성물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (용리액: 헵탄/클로로포름 = 3/1)를 사용하여 정제하고 이어서 톨루엔/헵탄으로부터의 재결정화를 통해 추가로 정제하였다. 이어서, 이렇게 수득된 결정을 130 ℃에서 진공-건조시켜, 예시 화합물 A115 297 ㎎ (수율: 76 %)을 수득하였다.
이어서, 1×10-4 Pa 및 350 ℃에서 승화 정제를 수행하여, 고도로 정제된 예시 화합물 A115 190 ㎎을 수득하였다.
이렇게 수득된 화합물을 질량분석 측정을 통해 정체를 확인하였다.
[ MALDI - TOF - MS ]
실측값: m/z = 598.561, 계산값: C46H46 = 598.360
실시예 7
본 실시예에서, 양극, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 및 음극이 순차적으로 지지 기판 상에 제공된 구조를 갖는 유기 발광 소자를 하기 방법을 통해 형성하였다. 본 실시예에서 사용된 재료 중 일부가 하기에 도시되어 있다.
Figure pct00026
인듐 아연 산화물의 필름을 유리 지지 기판 상에서 스퍼터링 방법을 통해 양극으로서 형성하였다. 이러한 경우에 양극의 두께를 100 ㎚로 설정하였다. 상기에서 기술된 바와 같이, 양극이 제공된 지지 기판을 하기 단계에서 투명 도전성 지지 기판 (양극을 갖는 지지 기판)으로서 사용하였다.
이어서, 이러한 투명 도전성 지지 기판 상에, 하기 유기 화합물 층 및 전극 층을 저항 가열을 사용하여 1×10-5 Pa의 압력에서 진공 챔버 내에서 수행되는 진공 증착을 통해 연달아 형성하였다. 이러한 단계에서, 서로 대면하는 전극의 면적을 각각 3 ㎟로 설정하였다.
Figure pct00027
이어서, 유기 발광 소자에의 수분 흡착에 의해 초래되는 유기 발광 소자의 소자 열화를 방지하기 위해서, 유기 발광 소자를 보호용 유리판으로써 덮고 이어서 건조 공기 분위기에서 아크릴 수지 접착제를 사용하여 봉합하였다. 상기에서 기술된 바와 같이, 유기 발광 소자를 수득하였다.
이렇게 수득된 유기 발광 소자에서, 인듐 아연 산화물 전극을 양극으로서 사용하고, Al 전극을 음극으로서 사용하고, 여기에 5.5 V의 전압을 인가할 때, 1,000 cd/㎡의 휘도 및 13.9 %의 외부 양자 효율을 갖는 적색광 방출이 관찰되었다. 또한, CIE 색도 좌표는 (x, y) = (0.68, 0.32)였다. 또한, 이러한 유기 발광 소자에서, 100 mA/㎝2의 일정 전류 밀도에서의 휘도 반감 수명은 910 시간이었다.
실시예 8 내지 11 및 비교 실시예 1 및 2
실시예 7에서 전자 차단층, 발광층, 및 정공 차단층의 구성 재료로서 사용된 화합물을 하기 표 4에 명시된 화합물로 바꿨다는 것을 제외하고는 실시예 7의 방법과 유사한 방법을 통해 유기 발광 소자를 형성하였다. 실시예 8 내지 11 및 비교 실시예 1 및 2에서 사용된 재료의 일부가 하기에 도시되어 있다.
Figure pct00028
또한, 이렇게 수득된 유기 발광 소자를 실시예 7의 방법과 유사한 방법을 통해 평가하였다. 그 결과가 표 4에 명시되어 있다.
Figure pct00029
상기에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 특히 유기 발광 소자의 발광층의 호스트로서 사용할 때, 높은 효율 및 탁월한 수명 특성을 갖는 발광 소자를 수득할 수 있다. 그 이유는 HOMO 소부 모이어티가 본 발명의 화합물의 분자 구조 내에 존재하고, 그의 정공 수송성이, 각각 HOMO 소부 모이어티를 갖지 않는 비교 화합물 CBP 및 H1의 것에 비해 억제됨으로 인해, 발광층 내의 캐리어 균형이 개선되기 때문이다.
실시예 12
본 실시예에서, 양극, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 및 음극이 순차적으로 지지 기판 상에 제공된 구조를 갖는 유기 발광 소자를 하기 방법을 통해 형성하였다. 본 실시예에서 사용된 재료 중 일부가 하기에 도시되어 있다.
Figure pct00030
투명 도전성 지지 기판을 실시예 7의 방법과 유사한 방법을 통해 형성하였다. 이어서, 하기 유기 화합물 층 및 전극 층을 저항 가열을 사용하여 1×10-5 Pa의 압력에서 진공 챔버 내에서 수행되는 진공 증착을 통해 이러한 투명 도전성 지지 기판 상에 연달아 형성하였다. 이러한 단계에서, 서로 대면하는 전극의 면적을 각각 3 ㎟로 설정하였다.
Figure pct00031
이어서, 유기 발광 소자에의 수분 흡착에 의해 초래되는 유기 발광 소자의 소자 열화를 방지하기 위해서, 유기 발광 소자를 보호용 유리판으로써 덮고 이어서 건조 공기 분위기에서 아크릴 수지 접착제를 사용하여 봉합하였다. 상기에서 기술된 바와 같이, 유기 발광 소자를 수득하였다.
이렇게 수득된 유기 발광 소자에서, 인듐 아연 산화물 전극을 양극으로서 사용하고, Al 전극을 음극으로서 사용하고, 여기에 5.9 V의 전압을 인가할 때, 2,000 cd/㎡의 휘도 및 18.4 %의 외부 양자 효율을 갖는 적색광 방출이 관찰되었다. 또한, 이러한 소자에서, CIE 색도 좌표는 (x, y) = (0.68, 0.31)이었다. 또한, 이러한 발광 소자에서, 100 mA/㎝2의 일정 전류 밀도에서의 휘도 반감 수명은 1,460 시간이었다.
실시예 13 및 비교 실시예 3
실시예 1에서 발광층을 위해 사용된 화합물을 하기 표 6에 명시된 화합물로 바꿨다는 것을 제외하고는 실시예 12의 방법과 유사한 방법을 통해 소자를 형성하였다. 또한, 이렇게 수득된 유기 발광 소자를 실시예 7과 유사한 방법을 사용하여 평가하였다. 그 결과가 표 6에 명시되어 있다.
Figure pct00032
상기에서 기술된 바와 같이, 발광층 내의 발광 보조 재료를 사용하는 인광 발광 소자에서도, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 사용할 때, 높은 효율 및 탁월한 수명 특성을 갖는 발광 소자를 수득할 수 있다. 그 이유는 HOMO 소부 모이어티가 본 발명의 화합물의 분자 구조 내에 존재하고, 그의 정공 수송성이, HOMO 소부 모이어티를 갖지 않는 비교 화합물 H1의 것에 비해 억제됨으로 인해, 발광층 내의 캐리어 균형이 개선되기 때문이다.
실시예 14
본 실시예에서, 양극, 정공 수송층, 전자 차단층, 발광층, 정공 차단층, 전자 수송층, 및 음극이 순차적으로 지지 기판 상에 제공된 구조를 갖는 유기 발광 소자를 하기 방법을 통해 형성하였다. 본 실시예에서 사용된 재료 중 일부가 하기에 도시되어 있다.
Figure pct00033
우선, 투명 도전성 지지 기판을 실시예 7의 방법과 유사한 방법을 통해 형성하였다. 이어서, 하기 유기 화합물 층 및 전극 층을 저항 가열을 사용하여 1×10-5 Pa의 압력에서 진공 챔버 내에서 수행되는 진공 증착을 통해 이러한 투명 도전성 지지 기판 상에 연달아 형성하였다. 이러한 경우에, 서로 대면하는 전극의 면적을 각각 3 ㎟로 설정하였다.
Figure pct00034
이어서, 유기 발광 소자에의 수분 흡착에 의해 초래되는 유기 발광 소자의 소자 열화를 방지하기 위해서, 유기 발광 소자를 보호용 유리판으로써 덮고 이어서 건조 공기 분위기에서 아크릴 수지 접착제를 사용하여 봉합하였다. 상기에서 기술된 바와 같이, 유기 발광 소자를 수득하였다.
이렇게 수득된 유기 발광 소자에서, 인듐 아연 산화물 전극을 양극으로서 사용하고, Al 전극을 음극으로서 사용하고, 여기에 4.0 V의 전압을 인가할 때, 23.0 cd/A의 발광 효율 및 2,000 cd/㎡의 휘도를 갖는 녹색광 방출이 관찰되었다. 또한, 이러한 소자에서, CIE 색도 좌표는 (x, y) = (0.21, 0.69)였다. 또한, 이러한 발광 소자에서, 100 mA/㎝2의 일정 전류 밀도에서의 휘도 반감 수명은 2,630 시간이었다.
비교 실시예 4
실시예 14에서 발광층을 위해 사용된 화합물을 하기 표 8에 명시된 화합물로 바꿨다는 것을 제외하고는 실시예 14의 방법과 유사한 방식으로 유기 발광 소자를 형성하였다. 또한, 이렇게 형성된 유기 발광 소자를 실시예 7의 방법과 유사한 방법을 통해 평가하였다. 그 결과가 표 8에 명시되어 있다.
Figure pct00035
상기 결과를 통해, 심지어는 형광 발광 재료가 발광층의 게스트로서 사용된다 하더라도 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 발광층의 호스트로서 사용함으로써, 높은 효율 및 긴 수명을 갖는 소자를 수득할 수 있다는 것을 알게 되었다.
본 발명은 예시적인 실시양태와 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시양태로 제한되는 것은 아니라고 이해해야 한다. 하기 청구항들의 범위는 모든 변형물 및 동등한 구조 및 기능을 포함하기 위해서 가장 넓게 해석되어야 한다.
본 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함되는, 2012년 10월 5일자로 출원된 일본특허출원 제2012-222890호를 우선권 주장한다.
<산업상 이용 가능성>
기술된 바와 같이, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 발광층 내의 캐리어 균형을 개선하도록 고안된 화합물이고, 이러한 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물의 구조적 특징으로서, HOMO 소부 모이어티가 그의 분자 구조 내에 존재한다. 따라서, 본 발명의 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물은 억제된 정공 수송성을 갖는 화합물이다. 따라서, 본 발명의 화합물이 유기 발광 소자의 구성 재료로서, 특히 발광층의 호스트로서, 보다 특히 적색 인광 발광 소자 내에 포함된 발광층의 호스트로서 사용될 때, 유기 발광 소자는 높은 효율 및 탁월한 수명 특성을 갖는 유기 발광 소자가 된다.
18: TFT 소자, 21: 양극, 22: 유기 화합물 층, 23: 음극

Claims (16)

  1. 화학식 1로 나타내어지는, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pct00036

    화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 수소 원자 또는 알킬 기를 나타내고;
    X1 및 X2는, 각각 수소 원자, 알킬 기, 메톡시 기, 및 시아노 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기를 나타내고;
    A1은 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기를 나타내고, A1은, 알킬 기, 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 비페닐 기에 의해 선택적으로 치환되고;
    A2는 1가 또는 2가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 또는 2가 복소 방향족 기를 나타내고, A2는, 알킬 기, 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 페닐 기, 또는 알킬 기에 의해 선택적으로 추가로 치환된 비페닐 기에 의해 선택적으로 치환되고;
    n은 0 내지 4의 정수를 나타내고; n이 2 이상일 때, 복수의 A2는 서로 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    X1 및 X2가 각각 수소 원자를 나타내는, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    n이 0 또는 1인, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    인데노[1,2-b]페난트렌 화합물이 화학식 2로 나타내어지는 화합물인, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pct00037

    화학식 2에서, B1은 2가 탄화수소 방향족 기를 나타내고, B2는 1가 탄화수소 방향족 기 또는 1가 복소 방향족 기를 나타내고, B1 및 B2는 각각 알킬 기에 의해 선택적으로 치환된다.
  5. 제4항에 있어서,
    B1이 하기 2가 치환기로부터 선택되는, 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물:
    Figure pct00038
  6. 한 쌍의 전극; 및
    상기 한 쌍의 전극 사이에 배열된 유기 화합물 층을 포함하고,
    상기 유기 화합물 층이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 함유하는, 유기 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유기 화합물 층이 발광층인, 유기 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광층이 호스트 및 게스트를 포함하고,
    상기 호스트가 인데노[1,2-b]페난트렌 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 게스트가 인광 발광 재료를 포함하는, 유기 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인광 발광 재료가 이리듐 착체를 포함하는, 유기 발광 소자.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층이 복수의 발광 재료를 포함하고,
    상기 발광 재료 중 하나가 화학식 1로 나타내어지는 유기 화합물이고,
    상기 발광층이 백색광을 방출하는, 유기 발광 소자.
  12. 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 픽셀이, 각각 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자와 연결된 능동 소자를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  13. 화상을 표시하는 디스플레이 유닛; 및
    화상 정보를 입력하는 입력 유닛을 포함하고,
    상기 디스플레이 유닛이 제12항에 기재된 디스플레이 디바이스를 포함하는, 정보 처리 디바이스.
  14. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 발광 소자; 및
    상기 유기 발광 소자와 연결된 AC/DC 변환기 회로를 포함하는, 조명 디바이스.
  15. 감광체;
    상기 감광체의 표면을 대전시키는 대전 유닛;
    정전 잠상을 형성하도록 상기 감광체를 노광시키는 노광 유닛; 및
    상기 감광체의 표면 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛을 포함하고,
    상기 노광 유닛이 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유기 발광 소자를 포함하는, 화상 형성 디바이스.
  16. 감광체를 노광시키는 노광 디바이스로서,
    상기 노광 디바이스는, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 복수의 유기 발광 소자를 포함하고,
    상기 유기 발광 소자가 하나 이상의 선을 형성하도록 배열된, 노광 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190138613A (ko) * 2018-06-05 2019-12-13 상하이 니켐 파인 케미컬 컴퍼니 리미티드 화합물 및 이를 이용하는 유기 전자 소자
US10700286B2 (en) 2016-03-23 2020-06-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic compound and organic optoelectric device and display device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6071390B2 (ja) * 2012-10-02 2017-02-01 キヤノン株式会社 新規有機化合物、それを有する有機発光素子及び表示装置
CN113801296A (zh) 2016-04-15 2021-12-17 拜克门寇尔特公司 光敏大分子及其用途
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5723072A (en) * 1996-06-17 1998-03-03 Ppg Industries, Inc. Photochromic heterocyclic fused indenonaphthopyrans
JP4278186B2 (ja) * 1997-05-15 2009-06-10 三洋電機株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI314947B (en) * 2002-04-24 2009-09-21 Eastman Kodak Compan Organic light emitting diode devices with improved operational stability
US7271406B2 (en) 2003-04-15 2007-09-18 3M Innovative Properties Company Electron transport agents for organic electronic devices
KR100901887B1 (ko) * 2008-03-14 2009-06-09 (주)그라쎌 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 발광소자
KR101923936B1 (ko) * 2011-04-29 2018-11-30 에스에프씨 주식회사 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10700286B2 (en) 2016-03-23 2020-06-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic compound and organic optoelectric device and display device
KR20190138613A (ko) * 2018-06-05 2019-12-13 상하이 니켐 파인 케미컬 컴퍼니 리미티드 화합물 및 이를 이용하는 유기 전자 소자

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