KR20170118113A - Phosphorescent compound, manufacturing method and organic light emitting diode device - Google Patents

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KR20170118113A
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Abstract

본 발명은 인광 화합물에 관한 것이며 그 구조식은 이하와 같다. 본 발명의 인광 화합물 삼중항 에너지는 2.80 이상이며 인광 호스트로 사용하고, 삼중항 에너지는 도펀트 물질의 삼중항 에너지 2.7ev보다 커야 에너지 역전이가 발생하지 않고 고효율의 인광 소자를 얻는다. 본 발명은 높은 삼중항 에너지와 청색광 인광 화합물을 가지고 있으며, 상기 청색광 인광 화합물을 유기발광다이오드의 발광층 호스트로 사용하기 때문에 발광층 내의 에너지 전이를 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라 유기발광다이오드의 청색광 발사 효율과 사용 수명을 개선해 준다.

Figure pct00023
The present invention relates to a phosphorescent compound and its structural formula is as follows. The triplet energy of the phosphorescent compound of the present invention is 2.80 or more and is used as a phosphorescent host, and the triplet energy is higher than the triplet energy of the dopant of 2.7ev to obtain a high efficiency phosphorescent device without energy reversal. Since the blue light phosphorescent compound is used as a host of the light emitting layer of the organic light emitting diode, energy transfer in the light emitting layer can be promoted and the efficiency of blue light emission of the organic light emitting diode can be improved. It improves the life span.
Figure pct00023

Description

인광 화합물, 제조방법 및 유기발광다이오드 소자Phosphorescent compound, manufacturing method and organic light emitting diode device

본 발명은 유기전자발광물질 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 인광 화합물과 유기발광다이오드(OLED) 소자에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 높은 삼중항 에너지와 넓은 밴드갭으로 인해 발광효율이 높은 인광 화합물과 상기 인광 화합물을 사용한 OLED 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a phosphorescent compound and an organic light emitting diode (OLED) device. More particularly, the present invention relates to a phosphorescent compound having a high luminous efficiency due to high triplet energy and a wide band gap, And an OLED device using the phosphorescent compound.

최근 몇 년간 유기전계발광소자에 대한 광범위한 연구와 개발이 이뤄졌다. 이러한 발광소자는 기본적으로 발광물질이 포함된 층을 한 쌍의 전극 사이에 삽입하고, 전압을 상기 소자 상에 가해 발광물질에서 빛이 나도록 하는 구조로 되어 있다. In recent years, extensive research and development of organic electroluminescent devices have been made. Such a light emitting device basically has a structure in which a layer containing a light emitting material is inserted between a pair of electrodes, and a voltage is applied to the device to emit light from the light emitting material.

이러한 발광 소자는 자체발광 소자이기 때문에, 액정 모니터에 비해 화소 시인성이 높고 백라이트가 필요 없다는 강점을 가지고 있어 평면 디스플레이 소자에 적합한 것으로 여겨지고 있다. 발광 소자도 얇고 가벼워 상당한 경쟁 우위를 갖추고 있다. 상당히 빠른 반응속도 역시 이러한 소자의 특징 중 하나이다.Since such a light emitting device is a self-luminous device, it has a higher pixel visibility than a liquid crystal monitor and does not require a backlight, which is considered to be suitable for a flat display device. The light-emitting element is also thin and lightweight and has a considerable competitive advantage. Significantly faster response rates are also a feature of these devices.

또한 이러한 소자는 박막 형태로 제작해 평면광을 내는 데 사용할 수 있기 때문에 대화면 소자를 형성하기가 용이하다. 이는 백열등과 LED로 대표되는 점광원 또는 형광등으로 대표되는 선광원으로는 구현하기 힘든 특징이다. 따라서 발광 소자는 조명의 평면광원 등으로 응용할 수 있는 큰 잠재력도 가지고 있다.In addition, since these devices can be manufactured in a thin film form and can be used to emit plane light, it is easy to form a large-sized device. This is a characteristic that can not be realized by a point light source such as an incandescent lamp and LED or a light source represented by a fluorescent lamp. Therefore, the light emitting device has a great potential for application as a flat light source of an illumination.

유기 화합물을 통해 형성되는 들뜬 상태는 단일항 또는 삼중항일 수 있다. 단일항 들뜬 상태(S*)에서 발사되는 것은 형광, 삼중항 들뜬 상태(T*)에서 발사되는 것은 인광으로 불린다. 그 외, 발광 소자 내에서 그 생성비는 S*:T*=1:3인 것으로 알려져 있다. 단중항 들뜬 상태의 에너지를 광 발사 화합물로 전환할 때, 실온에서 단일항 들뜬 상태의 발사는 관찰되나 삼중항 들뜬 상태의 발사는 관찰되지 않는다. 따라서 형광 화합물을 사용하는 발광 소자의 내부양자효율은 1:3의 S*와 T* 비율을 기반으로 이론상 25%의 한계를 갖고 있다. 유기전계인광물질은 최근 주목 받고 있는 물질 중 하나로, 높은 발광 효율과 밝기를 갖춘 유기전계발광물질이다. 이는 중금속 원자를 끌어들이는 방법을 통해 실온에서 원래 저지되던 삼중항 상태로 천이함으로써 내부양자효율을 이론상 100%까지 도달하게 만들 수 있는데, 이는 단일 형광물질의 4배에 달하는 수준이다(1, Cao Y., Parker I. D., Heeger J., Nature, 1999, 397:414-417.2, Wohlgenann M., et al. Nature, 2001, 409:494-497). 유기전계인광물질로 통상적으로 사용하는 중금속 원자는 대부분이 전이 금속이며, 그 중 이리듐이 가장 광범위하게 활용되며 연구 자료도 가장 상세하다. 이는 금속 이리듐 착화합물이 높은 효율을 갖추고 있고 실온에서 비교적 강한 인광을 발사하며 리간드 구조를 조정해 발광 파장을 조절함으로써 전계발광소자의 색이 전체 가시광 영역을 커버하도록 만들 수 있기 때문이다. 따라서 고효율의 새로운 금속 이리듐 착화합물 합성을 설계하고 연구하는 것은 인광물질 개발에 중대한 의미를 가진다.The excited state formed through the organic compound can be mono or triple. In a singlet excited state (S *) it is called fluorescence, in triplet excited state (T *) it is called phosphorescence. In addition, it is known that the generation ratio in the light emitting element is S *: T * = 1: 3. When converting the energy of the singlet excited state to the light emitting compound, the singlet excited state emission is observed at room temperature, but the triplet excited state emission is not observed. Therefore, the internal quantum efficiency of a light emitting device using a fluorescent compound has a theoretical 25% limit based on the S * and T * ratio of 1: 3. Organic electric field is one of the materials attracted attention recently, and it is an organic electroluminescent material with high luminous efficiency and brightness. This allows the theoretical quantum efficiency to reach up to 100% by transiting from the room temperature to the originally hindered triplet state by attracting heavy metal atoms, which is four times that of a single fluorescent material (1, CaO Y., Parker ID, Heeger J., Nature, 1999, 397: 414-417.2, Wohlgenann M., et al., Nature, 2001, 409: 494-497). Most of the heavy metal atoms commonly used for organic materials are minerals. Among them, iridium is the most widely used and the research data are the most detailed. This is because the metal iridium complex has a high efficiency and emits relatively strong phosphorescence at room temperature and adjusts the ligand structure to control the emission wavelength so that the color of the electroluminescent element covers the entire visible light region. Therefore, designing and studying the synthesis of new metal iridium complexes with high efficiency is crucial to the development of phosphorescent materials.

그러나 도펀트는 소광 현상으로 효율이 급격하게 감소하기 때문에 호스트의 도펀트가 없는 발광층에 대해서는 제한적이다. 따라서 도펀트보다 높은 열안정성 및 삼중항 에너지를 가진 호스트를 통해 발광물질층을 형성할 필요가 있다.However, the dopant is limited to the host-dopant-free luminescent layer because the efficiency is rapidly reduced due to the extinction phenomenon. Therefore, it is necessary to form a light emitting material layer through a host having higher thermal stability and triplet energy than a dopant.

인광 화합물을 포함하는 OLED 소자의 경우, 양극에서 주입된 정공과 음극에서 주입된 전자는 발광물질층의 호스트 지점에서 만나게 된다. 호스트의 단일항 엑시톤은 도펀트의 단일항 또는 삼중항으로 에너지 전이가 일어나며, 호스트에서 주입된 삼중항 엑시톤은 도펀트의 삼중항으로 에너지 전이가 일어나게 된다. 도펀트의 단일항으로 전이된 엑시톤은 다시 도펀트의 삼중항으로 전이되기 때문에, 도펀트의 삼중항 에너지 준위의 엑시톤은 기저 상태까지 천이되며 발광층을 발광시킨다.In the case of an OLED device including a phosphorescent compound, holes injected from the anode and electrons injected from the cathode are encountered at the host point of the emissive material layer. The single-termed excitons of the host undergo energy transfer to the single or triplet of dopants, and the triplet excitons injected by the host cause energy transfer to the triplet of dopants. Since the excitons transferred to a single term of the dopant are again transferred to the triplet of the dopant, the excitons of the triplet energy level of the dopant are transited to the ground state, and the light emitting layer emits light.

도펀트의 효율적인 에너지 전이를 위해서는 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 삼중항 에너지보다 커야 한다. 호스트의 삼중항 에너지 준위가 도펀트의 삼중항 에너지보다 작을 경우, 도펀트에서 호스트로 에너지 역전이 현상이 발생해 발광효율이 떨어진다.For the efficient energy transfer of the dopant, the triplet energy of the host must be greater than the triplet energy of the dopant. When the triplet energy level of the host is smaller than the triplet energy of the dopant, the energy reversal phenomenon occurs from the dopant to the host and the luminous efficiency is lowered.

호스트에 광범위하게 활용되는 CBP는 삼중항 에너지 준위가 2.6eV이며 최고 에너지 준위와 최저 에너지 준위는 각각 약 -6.3eV, -2.8eV이다. 따라서 삼중항 에너지 준위 2.8eV, 최고 에너지 준위 -5.8eV와 최저 에너지 준위 -3.0eV의 청색광 도펀트 FCNIr를 이용하면 도펀트에서 호스트로 에너지 역전이 현상이 발생해 발광효율이 저하될 수 있다. 특히 발광효율 저하는 저온에서 더욱 현저하게 나타난다.CBP widely used for the host has a triplet energy level of 2.6 eV and a maximum energy level and a lowest energy level of about -6.3 eV and -2.8 eV, respectively. Therefore, when the blue light dopant FCNIr having the triplet energy level of 2.8 eV, the highest energy level of -5.8 eV and the lowest energy level of -3.0 eV is used, the energy reversal phenomenon may occur due to energy reversal from the dopant to the host. Particularly, the decrease in the luminous efficiency is more conspicuous at low temperatures.

본 발명의 목적은, 높은 삼중항 에너지와 넓은 밴드갭을 가진 인광 화합물을 제공하는 데에 있다. It is an object of the present invention to provide a phosphorescent compound having a high triplet energy and a wide band gap.

본 발명의 또 다른 목적은, 발광효율이 향상된 OLED를 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to provide an OLED having improved luminous efficiency.

본 발명의 인광 화합물 구조는 이하와 같다. The structure of the phosphorescent compound of the present invention is as follows.

Figure pct00001
Figure pct00001

여기에서 A, B 및 C 중 하나만 헤테로 원자 N이고, 나머지는 C 원자이고;Wherein only one of A, B and C is a heteroatom N and the remainder is a C atom;

1, 2, 3 및 4 중 하나만 헤테로 원자 N이고, 나머지는 C 원자이고;1, 2, 3 and 4 are heteroatoms N and the remainder are C atoms;

Ar은 C6-C30의 치환 또는 미치환된 아릴, 헤테로아릴 또는 다환방향족 탄화수소이다.Ar is a C6-C30 substituted or unsubstituted aryl, heteroaryl or polycyclic aromatic hydrocarbon.

5, 6, 7 및 8은 I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리 상에서 C 원자가 접합된 위치를 나타낸다.5, 6, 7 and 8 show the positions where the C atoms are bonded on the I carbazoline ring and the II carbazole ring.

상기 Ar의 구조식은 이하와 같다.The structural formula of Ar is as follows.

Figure pct00002
Figure pct00002

Figure pct00003
Figure pct00003

Figure pct00004
Figure pct00004

바람직하게는, Ar은 페닐, 나프틸, 페닐 치환의 페닐 또는 나프틸, 헤테로아릴 또는 다환방향족 탄화수소이다.Preferably, Ar is phenyl, naphthyl, phenyl substituted phenyl or naphthyl, heteroaryl or polycyclic aromatic hydrocarbons.

바람직하게는, I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리는 6 또는 7의 위치에 연결된다. Preferably, the I carbazoline ring and the II carbazole ring are linked to the 6 or 7 position.

바람직하게는, 이하와 같다.Preferably, it is as follows.

Figure pct00005
Figure pct00005

Figure pct00006
Figure pct00006

여기에서, Ar은 페닐이다.Wherein Ar is phenyl.

바람직하게는 A 또는 B는 N 원자이다.Preferably, A or B is an N atom.

상기 인광 화합물의 합성 방법에 있어서, I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리를 각각 브로마이드, 붕산 또는 보레이트 에스테르로 제조하고, SUZUKI 커플링 반응을 통해 하나로 연결한다. In the method of synthesizing the above phosphorescent compound, the I carbazoline ring and the II carbazole ring are respectively made into a bromide, boric acid or borate ester, and are connected together through an SUZUKI coupling reaction.

상기 I 카르바졸린 고리 브로마이드는, I 카르바졸린과 피리디늄 브로마이드를 반응시켜 N 원자 치환 카르바졸린을 생성한 후 다시 NBS 브로마이드를 거쳐 수득하는 방법으로 제조한다.The I-carbazoline ring bromide is prepared by reacting I carbazolin with pyridinium bromide to produce N-atom-substituted carbazoline and then again via NBS bromide.

Figure pct00007
Figure pct00007

유기발광다이오드소자는 제1 전극; 상기 제1 전극에 상대적인 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이의 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 인광 화합물을 포함한다. The organic light emitting diode device includes a first electrode; A second electrode relative to the first electrode; And a light-emitting layer between the first electrode and the second electrode, wherein the light-emitting layer includes the phosphorescent compound.

상기 발광층 물질은 호스트와 도펀트를 포함하고, 상기 인광 화합물은 호스트 물질이다.The light emitting layer material includes a host and a dopant, and the phosphorescent compound is a host material.

상기 인광 화합물을 청색광 인광 호스트 물질로 사용한다. The phosphorescent compound is used as a blue light phosphorescent host material.

본 발명 화합물의 일반식 중 A, B 및 C의 세 위치는 질소 원자가 있는 위치로 각각 2-피리딘, 3-피리딘 및 4-피리딘 구조로 구성된다.The three positions A, B and C in the general formula of the compound of the present invention are each composed of 2-pyridine, 3-pyridine and 4-pyridine structures at positions where nitrogen atoms are present.

I 카르바졸 고리의 1, 2, 3 및 4 위치는 질소 원자이며 각각 카르바졸린의 4개 이성질체를 구성한다. The 1, 2, 3 and 4 positions of the I carbazole ring are nitrogen atoms and each constitute the four isomers of carbazoles.

Figure pct00008
Figure pct00008

II 카르바졸 고리의 5, 6, 7 및 8 위치는 2개의 고리가 접합되는 위치이다.The positions 5, 6, 7 and 8 of the II carbazole ring are the positions where the two rings are bonded.

본 발명에 있어서 인광 화합물의 삼중항 에너지 준위는 2.80 이상으로 인광 호스트로 사용하는데, 삼중항 에너지 준위가 도펀트 물질의 삼중항 에너지 준위 2.7ev보다 크기 때문에 에너지 역전이 일어나지 않아 고효율의 인광 소자를 수득할 수 있다.In the present invention, the triplet energy level of the phosphorescent compound is 2.80 or more, which is used as a phosphorescent host. Since the triplet energy level is larger than the triplet energy level 2.7ev of the dopant material, no energy reversal occurs and a high efficiency phosphorescent device is obtained .

본 발명은 높은 삼중항 에너지와 청색광 인광 화합물을 가지고 있으며, 상기 청색광 인광 화합물을 유기발광다이오드의 발광층 호스트로 사용하기 때문에 발광층 내의 에너지 전이를 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라 유기발광다이오드의 청색광 발사 효율과 사용 수명을 개선해 준다.Since the blue light phosphorescent compound is used as a host of the light emitting layer of the organic light emitting diode, energy transfer in the light emitting layer can be promoted and the efficiency of blue light emission of the organic light emitting diode can be improved. It improves the life span.

도 1은 실시예 1에 있어서 D 구조의 NMR 다이어그램이고;
도 2는 도 1의 국부적 확대도이고;
도 3은 실시예 1에 있어서 화합물 1의 NMR 다이어그램이고;
도 4는 실시예 3에 있어서 A 구조의 NMR 다이어그램이고; 및
도 5는 실시예 4에 있어서 A 구조의 NMR 다이어그램이다.
1 is an NMR diagram of a D structure in Example 1;
Figure 2 is a local enlargement of Figure 1;
3 is an NMR diagram of Compound 1 in Example 1;
4 is an NMR diagram of Structure A in Example 3; And
5 is an NMR diagram of Structure A in Example 4. Fig.

이하에서는 본 발명의 목적, 기술방안 및 효과를 보다 명확하고 완전하게 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 해석하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하지 않으며 본 발명에 부합하는 것은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속한다. 이하에서 언급하는 화합물 A, B 및 E는 문헌자료를 기반으로 합성하였으며(Chem. Commun., 2013, 49, 5948-5950) 수득한 구조는 NMR을 이용해 확인하였다.Hereinafter, the objects, technical solutions and effects of the present invention will be described more clearly and completely. The following examples are for the purpose of interpreting the present invention and are not to be construed as limiting the scope of the present invention. The following compounds A, B, and E were synthesized based on literature data (Chem. Commun., 2013, 49, 5948-5950).

실시예1: 제1 호스트의 제조Example 1: Preparation of first host

Figure pct00009
Figure pct00009

중간체 C의 합성:Synthesis of intermediate C:

0.1mol A, 0.2mol B, 소듐 tert-부톡시드 0.2mol, 0.002mol 팔라듐 아세테이트를 각각 2L 4구 플라스크에 첨가하고, 1L 톨루엔을 2L 4구 플라스크에 첨가하고, 교반해 질소를 30분간 충전한 후 1ML(50% 톨루엔 용액) 트리-tert-부틸포스핀을 첨가하고, 4시간 동안 가열 환류한 후 냉각과 여과를 진행해 모액을 수득하였다. 모액을 농축해 담황색 고체를 수득하였다. 질량 스펙트럼(ESI, 245.3)0.1 mol A, 0.2 mol B, 0.2 mol sodium tert-butoxide and 0.002 mol palladium acetate were added to a 2 L four-necked flask, and 1 L toluene was added to a 2 L four necked flask, stirred and charged with nitrogen for 30 minutes 1ML (50% toluene solution) Tri-tert-butylphosphine was added and the mixture was heated to reflux for 4 hours, followed by cooling and filtration to obtain a mother liquor. The mother liquor was concentrated to give a light yellow solid. Mass spectrum (ESI, 245.3)

중간체 D의 합성:Synthesis of intermediate D:

0.1mol C를 300ML DMF에 용해하였으며, 50도에서 전부 용해하고 0.1mol NBS를 점적하였다. 점적에 따라 점차 회백색의 고체가 석출되었다. NBS 점적을 완료한 후 하룻밤 동안 교반하고 냉각과 여과를 진행해 회백색 고체를 수득하였다. NMR 다이어그램을 검측하였으며 도 2에서 이를 국부적으로 확대하였다.0.1 mol C was dissolved in 300 mL DMF, completely dissolved at 50 ° C and 0.1 mol NBS was added. Gradually an off-white solid precipitated. After the NBS spill was completed, it was stirred overnight, cooled and filtered to give an off-white solid. The NMR diagram was checked and locally expanded in FIG.

화합물 1의 합성:Synthesis of Compound 1:

0.1mol D, 0.1mol E를 2L 4구 플라스크에 첨가하고, 톨루엔 400ML, 에탄올 200ML, 물 200ML을 첨가해 교반하고, 회차를 나누어 탄산칼륨 0.2mol을 첨가한 후 질소를 30분간 충전하고, 팔라듐 아세테이트 0.5G, 트리-tert-부틸포스핀(50% 톨루엔 용액) 1ML를 첨가하고 하룻밤 동안 환류시켰다. 냉각과 여과를 통해 담황색 고체를 수득하였으며 질량 스펙트럼은 486.5(MODI-T0F)가 검측되었다.0.1 mol of D and 0.1 mol of E were added to a 2 L four-necked flask, and 400 mL of toluene, 200 mL of ethanol and 200 mL of water were added and stirred. After addition of 0.2 mol of potassium carbonate by dividing the difference, 0.5 g of tri-tert-butylphosphine (50% toluene solution) was added, and the mixture was refluxed overnight. Cooling and filtration gave a pale yellow solid and mass spectrum 486.5 (MODI-TOF) was detected.

(HNMR(CDCl3,8.73,1H,8.45,3H,8.35-8.40,3H,7.99,1H,7.90,1H7.75-7.78,1H,7.62-7.64,4H,7.4-7.5,4H,7.42,3H) 도 2 참고.(HNMR (CDCl 3, 8.73, 1 H, 8.45, 3H, 8.35-8.40, 3H, 7.99, 1 H, 7.90, 1 H 7.75-7.78, 1 H, 7.62-7.64, 4H, 7.4-7.5, 4H, 2 See also.

실시예 2: 제2 호스트의 제조Example 2: Fabrication of the second host

Figure pct00010
Figure pct00010

화합물 2의 합성:Synthesis of Compound 2:

0.1mol D, 0.1mol E2를 1L 4구 플라스크에 첨가하고, 톨루엔 400ML, 에탄올 200ML, 물 200ML을 첨가해 교반하고, 회차를 나누어 탄산칼륨 0.2mol을 첨가한 후 질소를 30분간 충전하고, 팔라듐 아세테이트 0.5G, 트리-tert-부틸포스핀 1ML를 첨가하고 하룻밤 동안 환류시켰다. 냉각과 여과를 통해 담황색 고체를 수득하였으며 질량 스펙트럼은 486.5(MODI-T0F)가 검측되었다.0.1 mol D and 0.1 mol E2 were added to a 1 L four-necked flask, and 400 ML of toluene, 200 ML of ethanol and 200 ML of water were added and stirred. After the addition of 0.2 mol of potassium carbonate by dividing the time, nitrogen was charged for 30 minutes, palladium acetate 0.5G, tri-tert-butylphosphine 1ML was added and refluxed overnight. Cooling and filtration gave a pale yellow solid and mass spectrum 486.5 (MODI-TOF) was detected.

NMRNMR

HNMR(CDCl3,8.74,1H,8.46,3H,8.36-8.41,3H,7.98,1H,7.91,1H,7.77-7.79,1H,7.65-7.67,4H,7.5-7.6,4H,7.47,3H).H NMR (CDCl 3, 8.74, 1 H, 8.46, 3H, 8.36-8.41, 3H, 7.98, 1H, 7.91, 1H, 7.77-7.79, 1H, 7.65-7.67, 4H, 7.5-7.6, 4H,

실시예 3: 제3 호스트의 합성Example 3: Synthesis of the third host

Figure pct00011
Figure pct00011

δ-카르바졸을 화합물 I의 α-카르바졸린으로 대체해 화합물 3을 수득한다.carbazole is replaced by the [alpha] -carbazoline of compound I to give compound 3. [

여기에서 A3의 NMR 다이어그램은 도 4에서 도시하는 바와 같다.Here, the NMR diagram of A3 is as shown in Fig.

NMR NMR

HNMR(CDCl3,8.77,1H,8.48,3H,8.38-8.42,3H,7.99,1H,7.92,1H,7.75-7.78,1H,7.63-7.67,4H,7.4-7.5,4H,7.42,3H)H NMR (CDCl3, 8.77, 1H, 8.48,3H, 8.38-8.42, 3H, 7.99, 1H, 7.92, 1H, 7.75-7.78,1H, 7.63-7.67, 4H, 7.4-7.5,

실시예 4Example 4

Figure pct00012
Figure pct00012

화합물 1, 2의 합성 공정에 따라 화합물 4를 쉽게 수득하였다.Compound 4 was easily obtained according to the synthetic steps of Compounds 1 and 2.

여기에서 A4의 NMR 다이어그램은 도 5에서 도시하는 바와 같다.Here, the NMR diagram of A4 is as shown in Fig.

NMR NMR

HNMR(CDCl3,8.71,1H,8.42,3H,8.35-8.41,3H,7.99,1H,7.92,1H,7.71-7.74,1H,7.62-7.64,4H,7.4-7.5,4H,7.29,3H)H NMR (CDCl3, 8.71, 8.1, 8.42,3H, 8.35-8.41, 3H, 7.99, 1H, 7.92, 1H, 7.71-7.74,1H, 7.62-7.64,4H, 7.4-7.5,4H, 7.29,3H)

실시예 5Example 5

저온(예를 들어 77K)에서 본 발명 실시방법의 상기 합성예에 따라 제조한 제1 내지 제4 호스트 물질과 이하 화학식으로 표시되는 비교예 물질의 UV 흡수 스펙트럼과 광루미네선스 스펙트럼을 측정하였으며, 그 결과는 이하 표와 같다.The UV absorption spectra and the optical luminescence spectra of the first to fourth host materials prepared according to the above-described synthesis examples of the present invention and the comparative materials represented by the following formulas were measured at a low temperature (for example, 77K) The results are shown in the following table.

Figure pct00013
Figure pct00013

비교예              Comparative Example

UV 흡수 스펙트럼의 최대 파장(nm)Maximum wavelength (nm) of UV absorption spectrum PL 스펙트럼의 최대 파장(nm)Maximum wavelength (nm) of PL spectrum 밴드갭Band gap LUMO 에너지(eV)LUMO energy (eV) HOMO 에너지(eV)HOMO energy (eV) 삼중항 에너지(eV)Triplet energy (eV) 비교예Comparative Example 365365 425425 3.403.40 -2.43-2.43 -5.83-5.83 2.922.92 제1 호스트The first host 358358 443443 3.473.47 -2.18-2.18 -5.65-5.65 2.802.80 제2 호스트Second host 362362 424424 3.433.43 -2.25-2.25 -5.68-5.68 2.932.93 제3 호스트Third host 355355 424424 3.503.50 -2.15-2.15 -5.65-5.65 2.932.93 제4 호스트Fourth host 359359 424424 3.463.46 -2.20-2.20 -5.66-5.66 2.932.93

표 1에서 알 수 있듯이, 호스트 2에서 호스트 4까지 삼중항 에너지는 모두 2.92ev보다 높기 때문에 청색광 인광 물질 호스트의 기준을 충족시킬 수 있다.As can be seen in Table 1, since the triplet energies from Host 2 to Host 4 are all higher than 2.92 eV, they can meet the criteria of a blue light phosphorescent host.

이하에서는 상기 제1 및 제2 호스트 물질이 형성하는 청색광 인광 화합물 및 비교예의 물질을 청색광 호스트로 사용한 유기발광다이오드의 성능 테스트를 설명한다. Hereinafter, a performance test of an organic light emitting diode using a blue light phosphorescent compound formed by the first and second host materials and a material of a comparative example as a blue light host will be described.

실시예 6Example 6

ITO 기판을 패턴화하고 발광면적은 3mm X 3mm로 만든 후 세정하였다. ITO 기판을 진공실에 넣은 후 바닥 압력을 1 X 10-6토르로 만들었다. 그 후 양극을 형성하는 ITO 상에 사용하였으며, 형성 두께가 약 50옹스트롬인 HATCN은 정공주입층에 사용하고, 형성 두께가 약 550옹스트롬인 NPD는 정공수송층에 사용하고, 형성 두께가 약 100옹스트롬인 TAPC는 정공주입층에 사용하고, 형성 두께가 약 300옹스트롬인 제1 호스트 물질과 도펀트 농도가 약 15%인 FNCIr은 발광층에 사용하였다. 그 후 형성 두께가 400옹스트롬인 TmPyPb는 전자수송층에 사용하고, 형성 두께가 약 5옹스트롬인 LiF는 전자주입층에 사용하고, 1100옹스트롬의 Al층 음극을 형성하였다. 그 후 UV 경화성 봉합제와 흡습제를 사용해 패키징 공정을 진행해 발광다이오드를 형성하였다.The ITO substrate was patterned and the light emitting area was made 3 mm x 3 mm and then cleaned. The ITO substrate was placed in a vacuum chamber and the bottom pressure was made to 1 × 10 -6 Torr. HATCN having a thickness of about 50 angstroms was used for the hole injection layer, NPD having a thickness of about 550 angstroms was used for the hole transport layer, and a thickness of about 100 angstroms TAPC was used in the hole injection layer, and a first host material with a thickness of about 300 angstroms and FNCIr with a dopant concentration of about 15% were used in the light emitting layer. Then, TmPyPb having a thickness of 400 angstroms was used for the electron transporting layer, and LiF having a thickness of about 5 angstroms was used for the electron injecting layer to form an Al layer anode having a thickness of 1100 angstroms. Thereafter, a packaging process was performed using a UV curable sealing agent and a moisture absorbent to form a light emitting diode.

Figure pct00014
Figure pct00014

실시예 7Example 7

상기와 동일한 제조 공정으로 유기발광다이오드를 제조하였으며, 제2 호스트를 발광 호스트로 사용했다는 점만 다르다.Except that an organic light emitting diode was manufactured using the same manufacturing process as described above and a second host was used as a light emitting host.

비교예Comparative Example

제조예 1과 동일한 공정으로 유기발광다이오드를 제조하였으며, 비교예 호스트를 발광 호스트로 사용했다는 점만 다르다.An organic light emitting diode was prepared by the same process as in Production Example 1, except that a comparative host was used as a light emitting host.

전압
(볼트)
Voltage
(volt)
발사효율Launch efficiency 양자효율
(%)
Quantum efficiency
(%)
색좌표Color coordinates 사용수명(T50, 700nit)Service life (T50, 700nit)
Cd/ACd / A Im/WIm / W CIE_xCIE_x CIE_yCIE_y 비교예 Comparative Example 5.35.3 13.2013.20 7.857.85 7.777.77 0.1540.154 0.2740.274 44 실시예1Example 1 7.57.5 16.9816.98 7.147.14 10.4810.48 0.1540.154 0.2530.253 108108 실시예2Example 2 7.37.3 16.9416.94 7.257.25 10.4310.43 0.1540.154 0.2550.255 218218

표 2에서 도시하는 바와 같이, 비교예와 비교할 때, 실시예 1과 2에서 제조한 유기발광다이오드는 같은 수준의 색좌표를 표시할 때 발광효율, 양자효율 및 사용수명이 개선된 것을 확인할 수 있다. 특히 유기발광다이오드의 사용수명이 크게 향상되었다.As shown in Table 2, it can be seen that the organic light emitting diodes manufactured in Examples 1 and 2 have improved luminous efficiency, quantum efficiency and service life when displaying the same color coordinates as those of the comparative examples. In particular, the service life of organic light emitting diodes is greatly improved.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 높은 삼중항 에너지를 가진 청색 인광 화합물에 관한 것으로서, 상기 청색 인광 화합물을 유기발광다이오드의 발광층 호스트로 사용해 발광층의 에너지 전이를 촉진시켰으며 유기발광다이오드의 청색 발사 효율과 사용 수명을 개선하였다.As described above, the present invention relates to a blue phosphorescent compound having a high triplet energy, wherein the blue phosphorescent compound is used as a host of a light emitting layer of an organic light emitting diode to promote energy transfer of the light emitting layer, And improved service life.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조해 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 본 출원 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 더욱 상세하게 설명하자면, 본 발명에서 공개한 도면과 특허청구범위 내의 주제를 조합 배열한 구성 부분 및/또는 배열 측면에서 각종 변경과 개선을 진행하는 것이 가능하다. 구성 부분 및/또는 배열 측면의 변경과 개선 이외에 치환해 응용하는 것도 본 기술분야의 당업자는 쉽게 생각해 낼 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It will be understood. More specifically, it is possible to proceed with various modifications and improvements in terms of components and / or arrangements in combination with the drawings disclosed in the present invention and the subject matter of the claims. It will be appreciated by those skilled in the art that substitutions and adaptations other than changes and improvements in constructional aspects and / or aspects of the arrangements may be readily apparent to those skilled in the art.

Claims (10)

구조는 아래와 같고,
Figure pct00015

여기에서 A, B 및 C 중 하나만 헤테로 원자 N이고, 나머지는 C 원자이고;
1, 2, 3 및 4 중 하나만 헤테로 원자 N이고, 나머지는 C 원자이고;
Ar은 C6-C30의 치환 또는 미치환된 아릴, 헤테로아릴 또는 다환방향족 탄화수소이고,
5, 6, 7 및 8은 I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리 상에서 C 원자가 접합된 위치를 나타내는 것을 특징으로 하는 인광 화합물.
The structure is as follows,
Figure pct00015

Wherein only one of A, B and C is a heteroatom N and the remainder is a C atom;
1, 2, 3 and 4 are heteroatoms N and the remainder are C atoms;
Ar is a C6-C30 substituted or unsubstituted aryl, heteroaryl or polycyclic aromatic hydrocarbon,
5, 6, 7 and 8 represent positions where the C atom is conjugated on the I carbazoline ring and the II carbazole ring.
제 1항에 있어서,
상기 Ar의 구조식이
Figure pct00016

Figure pct00017

Figure pct00018

인 것을 특징으로 하는 인광 화합물.
The method according to claim 1,
The structural formula of Ar
Figure pct00016

Figure pct00017

Figure pct00018

Lt; / RTI >
제 2항에 있어서,
Ar은 페닐, 나프틸, 페닐 치환의 페닐 또는 나프틸, 헤테로아릴 또는 다환방향족 탄화수소인 것을 특징으로 하는 인광 화합물.
3. The method of claim 2,
Ar is phenyl, naphthyl, phenyl substituted phenyl or naphthyl, heteroaryl or polycyclic aromatic hydrocarbon.
제 3항에 있어서,
상기 I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리는 6 또는 7의 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 인광 화합물.
The method of claim 3,
Wherein the I carbazolidine ring and the II carbazole ring are linked to the 6 or 7 position.
제 4항에 있어서,
구조식이
Figure pct00019

Figure pct00020

Figure pct00021
이고;
Ar은 페닐인 것을 특징으로 하는 인광 화합물.
5. The method of claim 4,
Structural formula
Figure pct00019

Figure pct00020

Figure pct00021
ego;
Wherein Ar is phenyl.
I 카르바졸린 고리와 II 카르바졸 고리를 각각 브로마이드, 붕산 또는 보레이트 에스테르로 제조하고, SUZUKI 커플링 반응을 통해 하나로 연결하는 제 1 내지 5항 중 어느 한 항의 상기 인광 화합물의 합성 방법.The method for synthesizing the phosphorescent compound according to any one of claims 1 to 5, wherein the I carbazoline ring and the II carbazole ring are each made into a bromide, boric acid or borate ester and are connected together through an SUZUKI coupling reaction. 제 6항에 있어서,
상기 I 카르바졸린 고리 브로마이드는, I 카르바졸린과 피리디늄 브로마이드를 반응시켜 N 원자 치환 카르바졸린을 생성한 후 다시 NBS 브로마이드를 거쳐 수득하는 방법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 인광 화합물의 합성 방법.
Figure pct00022
The method according to claim 6,
Wherein said I carbazoline ring bromide is produced by reacting I carbazoline with pyridinium bromide to produce an N-atom substituted carbazoline and then again through NBS bromide. .
Figure pct00022
제1 전극; 상기 제1 전극에 상대적인 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이의 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 제 1 내지 5항 중 어느 한 항의 인광 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.A first electrode; A second electrode relative to the first electrode; And a light emitting layer between the first electrode and the second electrode, wherein the light emitting layer comprises the phosphorescent compound according to any one of claims 1 to 5. 제 8항에 있어서,
상기 발광층 물질은 호스트와 도펀트를 포함하고, 상기 인광 화합물은 호스트 물질인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the light emitting layer material comprises a host and a dopant, and the phosphorescent compound is a host material.
제 8항에 있어서,
상기 인광 화합물을 청색광 인광 호스트 물질로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the phosphorescent compound is used as a blue light phosphorescent host material.
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