KR20180025900A - Organic light-emitting diode device using nitrogen-containing heterocyclic derivative and derivative thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 식 (I)로 표시되는 유기 화합물을 제안하며, 여기에서 안트라센(anthrancene) 및 안트레센의 유도체는 나프틸(naphthyl)과 페난트롤린(phenanthroline) 커플링을 통해 고성능 재료를 수득한다. 또한 본 발명에서는 높은 삼중항 에너지의 전자 재료를 더 제안하며, 상기 전자 재료를 유기 발광 다이오드 발광층의 전자 수송 재료로 사용함으로써, 발광층 내의 에너지 전이를 촉진시키고, 유기 발광층의 청색 발광 효율과 사용 수명을 개선하는 동시에 가동 전압을 감소시켰다.
The present invention proposes an organic compound represented by formula (I) wherein derivatives of anthracene and anthracene obtain high performance materials through naphthyl and phenanthroline coupling . In addition, the present invention further proposes an electron material having a high triplet energy. By using the electron material as an electron transporting material of the organic light emitting diode luminescent layer, energy transfer in the luminescent layer is promoted, and the blue luminescent efficiency and service life While reducing the operating voltage.
Description
본 발명은 질소 함유 방향족 헤테로 고리 유도체와 유기 발광 다이오드(OLED) 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 삼중항 에너지와 전자 수송 성능으로 인하여 비교적 높은 발광 효율을 가지는 질소 함유 방향족 헤테로 고리 유도체와 상기 질소 함유 방향족 헤테로 고리 유도체를 사용한 OLED 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a nitrogen containing aromatic heterocyclic derivative and an organic light emitting diode (OLED) device, and more particularly, to a nitrogen containing aromatic heterocyclic derivative having a relatively high luminous efficiency due to high triplet energy and electron transporting performance, Containing aromatic heterocyclic derivatives.
최근 몇 년 동안, 유기 전계 발광 소자에 대한 광범위한 연구와 개발이 진행돼 왔다. 이러한 발광 요소의 기본 구조는 발광 물질을 함유하는 층을 한 쌍의 전극 사이에 삽입하고 전압을 상기 요소에 가해 발광 물질에서 유래하는 빛을 발사시키는 것으로 이루어진다.In recent years, extensive research and development on organic electroluminescent devices has been under way. The basic structure of such a light emitting element consists of inserting a layer containing a light emitting material between a pair of electrodes and applying a voltage to the element to emit light derived from the light emitting material.
이러한 발광 요소는 자체 발광 요소이므로 액정 디스플레이에 비해 고화질 가시성과 백라이트 수요에 대한 생략 측면에서 아주 큰 강점을 가지기 때문에 평면 디스플레이 요소에 적합하다고 볼 수 있다. 발광 요소는 얇고 가벼우며 반응 속도가 상당히 빠른 강점도 가지고 있다.Since such a light emitting element is a self light emitting element, it is suitable for a flat display element because it has a great advantage in terms of high quality visibility and backlight demand in comparison with a liquid crystal display. The light emitting element is thin and light and has a remarkably fast response speed.
또한, 박막 형식으로 상기와 같은 발광 요소를 형성하기 때문에 평면광을 발사할 수 있다. 따라서 큰 면적의 요소를 쉽게 형성할 수 있다. 이는 백열등과 LED로 대표되는 점광원 또는 형광등으로 대표되는 선광원으로는 얻기 힘든 특징이다. 따라서 발광 요소는 조명에 응용되는 평면광원 등으로 사용할 때 큰 잠재력을 가진다.In addition, since the above-described light emitting element is formed in the form of a thin film, planar light can be emitted. Therefore, a large area element can be easily formed. This is a characteristic that can not be obtained with a point light source such as an incandescent lamp or LED, or a light source represented by a fluorescent lamp. Therefore, the light emitting element has a great potential when it is used as a planar light source or the like used for illumination.
유기 화합물을 통해 형성하는 들뜬 상태는 일중항 또는 삼중항 상태일 수 있다. 일중항 들뜬 상태(S*)에서 발사되는 것은 형광이나, 삼중항 들뜬 상태(T*)에서 발사되는 것은 인광이다. 그 외, 발광 요소 내에서 통계적 생성비는 S*:T*=1:3이다. 일중항 들뜬 상태의 에너지를 발광하는 화합물로 변환하는데 있어서, 실온에서 삼중항 들뜬 상태의 발광은 관찰되지 않았으며 일중항 들뜬 상태의 발광만 관찰되었다. 따라서 형광 화합물을 사용한 발광 요소의 내부 양자 효율은 25%의 이론적 극한을 가지며, 이는 1:3의 S*와 T*의 비를 기반으로 한다. 따라서 유기 전계 인광 재료는 최근 사람들이 주목하는 하나의 재료로서 높은 발광 효율과 발광 밝기를 가진 유기 전계 발광 재료이며, 이는 중금속 원자를 도입하는 방법을 통해 실온에서 원래 금지된 삼중항 천이를 이용함으로써 내부 양자 효율을 이론적으로 100%에 도달시킬 수 있는데, 이는 단일 형광 재료의 4배에 달한다(1. Cao Y.,Parker I. D.,Heeger J.,Nature, 1999, 397:414-417.2, Wohlgenann M.,et al. Nature, 2001, 409:494-497). 유기 전계 인광 재료에 자주 사용되는 중금속 원자는 다수가 천이 금속이고, 여기에서 이리듐이 가장 광범위하게 이용되고 가장 상세하게 연구되는 금속이다. 이는 금속 이리듐 배합물이 효율이 높고 실온에서 비교적 강한 인광을 발사할 뿐만 아니라 리간드 구조의 조정을 통해 발광 파장을 조절함으로써 전계 발광 소자의 컬러가 전체 가시광역을 커버할 수 있게 만들 수 있다. 따라서 효율이 높고 신규한 금속 이리듐 배합물을 연구 설계 및 합성하는 것은 인광 재료 개발에 중대한 의미를 가진다.The excited state formed through the organic compound may be singlet or triplet state. It is fluorescence emitted in singlet excited state (S * ), or phosphorescence emitted in triplet excited state (T * ). In addition, the statistical generation ratio in the light emitting element is S * : T * = 1: 3. In converting into a compound emitting an energy of singlet excited state, no emission of triplet excited state at room temperature was observed and only emission of singlet excited state was observed. Thus, the internal quantum efficiency of a light emitting element using a fluorescent compound has a theoretical limit of 25%, which is based on a ratio of S * to T * of 1: 3. Therefore, the organic electroluminescent material is an organic electroluminescent material having a high luminous efficiency and a high luminous brightness as a material that has recently attracted attention by people. It uses an originally forbidden triplet transition at room temperature through a method of introducing heavy metal atoms, Quantum efficiency can reach theoretically 100%, 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). Heavy metal atoms frequently used in organic field phosphorescent materials are many transition metals, in which iridium is the most widely used and most studied metal. This makes it possible for the color of the electroluminescent device to cover the entire visible range by controlling the emission wavelength by adjusting the ligand structure as well as emitting a relatively strong phosphorescence at room temperature with high efficiency of the metal iridium compound. Therefore, researching and synthesizing novel metal iridium compounds with high efficiency is of great importance in the development of phosphorescent materials.
그러나 도펀트의 효율이 소멸 효과로 인해 극심하게 저하되면서 호스트 도펀트가 있는 발광층을 제한한다. 따라서 도펀트와 더 높은 열안정성 및 삼중항 에너지를 가진 호스트를 통해 발광 재료층을 형성하는 것을 기대해 볼 수 있다.However, the efficiency of the dopant is severely deteriorated due to the decaying effect, which limits the light emitting layer having the host dopant. Therefore, it is expected to form a light emitting material layer through a host having a dopant and higher thermal stability and triplet energy.
인광 화합물을 포함하는 OLED 소자에 있어서, 양극에서 유래하는 정공과 음극에서 유래하는 전자가 발광 재료층의 호스트에서 결합된다. 호스트의 일중항 엑시톤이 도펀트의 일중항 또는 삼중항 에너지로 에너지 천이가 일어나고, 호스트에서 유래하는 삼중항 엑시톤이 도펀트의 삼중항 에너지로 에너지 천이가 일어난다. 도펀트의 일중항 에너지로 천이된 엑시톤은 다시 도펀트의 삼중항 에너지로 천이된다. 도펀트의 삼중항 에너지의 엑시톤이 바닥 상태까지 천이되면 발광층이 발광한다.In an OLED device including a phosphorescent compound, electrons derived from the positive electrode and electrons derived from the negative electrode are bonded at the host of the light emitting material layer. A singlet state exciton of the host causes an energy transition to the singlet or triplet energy of the dopant, and a triplet exciton derived from the host causes energy transition to the triplet energy of the dopant. The exciton transited to the singlet energy of the dopant is again transited to the triplet energy of the dopant. When the excitons of the triplet energy of the dopant are transited to the bottom state, the light emitting layer emits light.
현재 전자 수송과 주입 재료가 비교적 적은데, 인광 소자는 전자 수송의 빠른 속도를 충족시켜야할 뿐만 아니라 삼중항의 에너지를 높이고 인광 소자에서 발생하는 엑시톤을 발광층으로 제한해야 하기 때문에, 삼중항 상태가 높고 전자 수송 속도가 빠른 재료를 개발하는 것이 상당히 중요하다. 페난트롤린 유도체는 낮은 HOMO, LUMO를 갖고 있기 때문에 효과적으로 전자를 수송하고 정공을 차단할 수 있으며 전자 천이율이 10-4까지 달할 수 있다. 그러나 페난트롤린은 결정이 쉽게 나타나고 장시간 사용하면 결정체의 전환이 발생해 소자의 수명에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 페난트롤린에 대하여 반드시 구조적 조정을 진행하여 결정 현상이 발생하는 것을 피하고 무정형의 재료를 얻어야 한다. At present, there are relatively few electron transporting and injecting materials. Phosphorescent devices not only have to meet the high speed of electron transporting but also have to increase the energy of triplet and limit the excitons generated in the phosphorescent device to the light emitting layer. It is very important to develop materials with high speed. Since phenanthroline derivatives have low HOMO and LUMO, they can effectively transport electrons, block holes, and have an electron-to-electron ratio of up to 10 -4 . However, phenanthroline easily appears in crystals, and when used for a long time, crystals are converted, which can seriously affect the lifetime of the device. Therefore, it is necessary to perform structural adjustment to phenanthroline to avoid occurrence of crystal phenomenon and to obtain an amorphous material.
페난트롤린은 큰 평면 구조를 가지고 있어 전자의 천이에 유익하며, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)과 4,7-디페닐-2,9-디메틸-1,10-페난트롤린(BCP) 전자 천이율은 10-4까지 달할 수 있고 삼중항 상태는 3.0ev 가량이므로 현재 인광 재료의 요구 기준을 충족시킬 수 있다. 그러나 상기 2가지 재료는 결정이 쉽게 발생하고 수명을 산업상 이용 가능한 수준에 도달시키기 어렵기 때문에 사용이 제한적이다. 페난트롤린의 높은 전자 천이율과 삼중항 상태 때문에 현재 이미 다른 구조가 도입되어 다른 성능의 재료를 획득하였다. 획득한 재료의 전자 천이률은 여전히 페난트롤린의 천이율을 유지할 수 있으나, 페닐 사슬 연결을 통하기 때문에 삼중항 상태가 2.5ev에 불과하여 적색광 재료의 전자 수송 재료로만 사용할 수 있다(특허 TW201329195 중의 A, B 화합물 발광).Phenanthroline has a large planar structure, which is beneficial for the transition of electrons. It has a structure of 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen) and 4,7-diphenyl-2,9- 10-Phenanthroline (BCP) The electron transit rate can reach up to 10 -4 and the triplet state is around 3.0 eV, which can meet current phosphorescent requirements. However, these two materials are limited in use because crystals are easily generated and it is difficult to reach the lifetime at an industrially available level. Because of the high electron transitivity and triplet state of phenanthroline, other structures have already been introduced to obtain different performance materials. The electron transitivity of the obtained material can still maintain the transparency of phenanthroline, but it can only be used as an electron transporting material of a red light material since the triplet state is only 2.5ev because it is through a phenyl chain linkage (A in patent TW201329195 , B compound emission).
상기 화합물은 페닐 사슬 연결 방식을 채택하기 때문에 재료의 성능을 개선할 수 있기는 하나, 재료의 삼중항 상태(2.5ev)가 낮아져 적색 인광 재료의 전자 수송 재료로만 사용할 수 있으며 녹색, 청색 인광 소자에는 응용할 수 없다. Although the compound can improve the performance of the material due to the adoption of the phenyl chain linking method, it can be used only as an electron transporting material of the red phosphorescent material because the triplet state (2.5ev) of the material is low. It can not be applied.
본 발명은 질소 함유 헤테로 고리 유도체와 그의 질소 화합물을 사용한 OLED 소자에 관한 것으로서, 양자는 기본적으로 종래 기술의 제한과 결함으로 인한 하나 이상의 문제를 해결해 준다.The present invention relates to an OLED device using a nitrogen-containing heterocyclic derivative and a nitrogen compound thereof, both of which basically solve one or more problems due to limitations and deficiencies of the prior art.
본 발명의 목적은 전자 수송 재료 화합물을 제안하는 것이며, 상기 전자 수송 재료는 높은 삼중항 에너지와 높은 전자 수송 성능을 갖추고 있다.An object of the present invention is to propose an electron transporting material compound, and the electron transporting material has high triplet energy and high electron transporting ability.
본 발명의 또 다른 목적은 향상된 발광 효율을 가진 OLED를 제안하는 것이며, 이는 사용 수명이 길고 가동 전압이 낮다.Still another object of the present invention is to propose an OLED with improved luminous efficiency, which has a long service life and low operating voltage.
질소 함유 헤테로 고리 유도체는 식 (I)의 구조를 가진다.The nitrogen-containing heterocyclic derivative has the structure of formula (I).
여기에서 R1-R10에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-60인 아릴 또는 헤테로아릴, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 3-50인 나프텐기, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 6-50인 아랄킬을 나타내거나, 또는 이웃하는 치환기 중의 서로 결합되어 방향족 고리를 형성하고, n의 값은 1-3일 수 있고;Wherein one of R1-R10 is connected to a phenyl group through a chain linking method, and the remainder each independently represents a hydrogen atom, an aryl or heteroaryl group having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5-60, a substituted or unsubstituted carbon atom A naphthene group having 3-50 substituted or unsubstituted carbon atoms, an aralkyl group having 6-50 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic ring formed by bonding in adjacent substituent groups And the value of n can be from 1 to 3;
R1a-R8a에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-60인 아릴, 치환기가 있는 피리딜, 치환기가 있는 퀴놀릴, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 3-50인 나프텐기, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 6-50인 아랄킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알콕시, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-50인 아릴술페닐(arylsulfenyl), 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알콕시카르보닐(alkoxycarbonyl)을 나타낸다. One of R1a-R8a is connected to a phenyl group through a chain linkage, and the remainder each independently represents a hydrogen atom, aryl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5-60, pyridyl having a substituent, quinolyl , Alkyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 1 to 50, naphthene group having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 3 to 50, aralkyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 6 to 50, An arylsulfenyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5-50, or an alkoxycarbonyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 1-50.
바람직하게는, R1a-R8a에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 페닐, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 나프틸, 1 내지 3개 페닐 치환 페닐을 나타내고; Preferably, one of R1a-R8a is linked to the phenyl through a chain linkage and the other is independently selected from hydrogen, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted phenyl, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted naphthyl, 1 to 3 phenyl substituted phenyl;
여기에서 R1-R10에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 페닐, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 나프틸, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 안트릴(anthryl)을 나타내고, 또는 1 내지 3개 페닐 치환 페닐, 페닐 치환의 나프틸 또는 페닐 치환의 안트릴, 나프틸 치환의 나프틸, 나프틸 치환의 안트릴이다.Wherein one of R1-R10 is connected to the phenyl and the chain through a chain linkage and the others are independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted phenyl, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted naphthyl, C1 C4 alkyl substituted or unsubstituted anthryl, or phenyl substituted phenyl, phenyl substituted naphthyl or phenyl substituted anthryl, naphthyl substituted naphthyl, naphthyl substituted anthryl .
바람직하게는, 여기에서 R10, R8a는 사슬 연결 방식이다.Preferably, R10 and R8a are chain linkages.
바람직하게는, R2a-R7a는 수소이고, R1a는 수소, 페닐, 나프틸, 비페닐 또는 디페닐 치환 페닐이고; 여기에서 R1-R8은 수소이고, R9는 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 비페닐, 디페닐 치환의 페닐, 나프틸 치환의 페닐, 페닐 치환의 나프틸, 페닐 치환의 안트릴, 나프틸 치환의 나프틸, 나프틸 치환의 안트릴이다.Preferably, R2a-R7a is hydrogen and R1a is hydrogen, phenyl, naphthyl, biphenyl or diphenyl substituted phenyl; Wherein R 1 -R 8 is hydrogen and
더 바람직하게는, 여기에서 R1a-R7a는 수소이고, 여기에서 R1-R8은 수소이고, R9는 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴이다.More preferably, R1a-R7a is hydrogen, wherein R1-R8 are hydrogen and R9 is hydrogen, phenyl, naphthyl, anthryl.
본 출원에서는 안트라센 및 안트라센의 유도체는 나프틸과 페난트롤린 커플링을 통해 고성능 재료를 수득한다. 나프틸의 연결 방식에는 이하의 몇 가지가 있다.In the present application derivatives of anthracene and anthracene provide high performance materials through naphthyl and phenanthroline coupling. There are several ways to connect naphthyl.
앞서 설명한 바에 의거하여, 본 특허를 더욱 명확하게 설명한다.Based on the foregoing description, this patent will be explained more clearly.
유기 발광 다이오드 소자는 음극과 양극을 포함하고, 음극을 증착한 후 음극 상면에 상기 유기 화합물을 증착한다. The organic light emitting diode device includes a cathode and an anode. After the cathode is deposited, the organic compound is deposited on the cathode.
상기 청구범위의 유기 화합물을 전자 수송 재료로서 포함하고, 특히 인광 소자의 전자 수송 재료로서 포함하고, 상기 소자는 디스플레이 소자와 조명 소자이다.The organic compound of the above claims is contained as an electron transporting material, and particularly as an electron transporting material of a phosphorescent device, and the device is a display device and a lighting device.
본 발명에서 나열한 예시는 청구범위의 범위를 나열한 것에 불과하나, 특허는 현재의 예시에 의해 한정되지 않는다. 청구범위를 충족시키는 구조는 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.The examples listed in the present invention merely list the scope of the claims, but the patent is not limited by the present examples. All structures that satisfy the claims are within the scope of protection of the present invention.
본 출원은 페난트롤린의 전자 천이를 기반으로 나프틸을 도입하여 높은 전자 천이를 유지할 뿐만 아니라 높은 삼중항 상태를 보장하고 결정을 방지하여 수명을 극대화시킨다. 안트라센은 전자 천이가 아주 우수한 재료이며, 본 출원에서 안트라센 및 안트라센의 유도체는 나프틸과 페난트롤린 커플링을 통해 고성능의 재료를 수득한다. 수득한 재료는 구조가 간단하여 쉽게 제조할 수 있어 산업화 생산에 적합하다.The present application incorporates naphthyl based on the electron transition of phenanthroline to maintain high electron transitions as well as to ensure high triplet state and to prevent crystallization and maximize lifetime. Anthracene is an excellent material of electron transition, and in this application derivatives of anthracene and anthracene obtain high performance materials through naphthyl and phenanthroline coupling. The obtained material is easy to manufacture because of its simple structure and is suitable for industrial production.
도 1은 화합물 4의 핵자기공명(NMR)이고;
도 2는 화합물 8의 NMR이고; 및
도 3은 화합물 2의 NMR이다. Figure 1 is nuclear magnetic resonance (NMR) of compound 4;
Figure 2 is NMR of compound 8; And
3 is NMR of
실시예 1: 화합물 4의 제조Example 1: Preparation of Compound 4
화합물 2의 합성: 화합물 2의 합성은 수화 페난트롤린과 1,4-디브로모나프탈렌(dibromonaphthalene) 참고문헌 Eur.J.Inorg.Chem.,2001, 1155-1166을 이용하여 합성한 것이며, 아주 쉽게 화합물 2 백색 고체를 얻을 수 있고, 수율은 84%이며, 스펙트로그램은 도 3에서 도시하는 바와 같다.Synthesis of compound 2: The synthesis of
화합물 4의 합성:Synthesis of Compound 4:
1000LTHF에 있어서, 직전 단계에서 수득한 38.53G(0.1mol) 제품 2를 첨가하고, 29.81G(0.1mol) 화합물 3을 반응 플라스크에 첨가하고, 138G 탄산칼륨, 500L 물을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 교반한다. 질소를 30분간 충전하고, 1G 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)을 첨가하고, 8시간 동안 환류 반응을 진행한다. TLC 검출 반응이 종료할 때까지 기다린 후 실온으로 냉각 및 여과하여 고체 재결정을 수득하고, 40G 목표 산물을 수득한다. NMR은 도 1에서 도시하는 바와 같다. MODI-TOF:558.67.(0.1 mol) of the
실시예 2: 화합물 6 합성Example 2: Synthesis of Compound 6
화합물 2의 합성: 화합물 2의 합성은 수화 페난트롤린과 1,4-디브로모나프탈렌 참고문헌 Eur.J.Inorg.Chem.,2001, 1155-1166을 이용하여 합성한 것이며, 아주 쉽게 화합물 2 백색 고체를 얻을 수 있고, 수율은 84%이며, 스펙트로그램은 도 3에서 도시하는 바와 같다.Synthesis of Compound 2: The synthesis of
화합물 6의 합성:Synthesis of Compound 6:
1000LTHF에 있어서, 직전 단계에서 수득한 38.53G(0.1mol) 제품 2를 첨가하고, 34.82G(0.1mol) 화합물 7을 반응 플라스크에 첨가하고, 138G 탄산칼륨, 500L 물을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 교반한다. 질소를 30분간 충전하고, 1G 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐을 첨가하고, 8시간 동안 환류 반응을 진행한다. TLC 검출 반응이 종료할 때까지 기다린 후 실온으로 냉각 및 여과하여 고체 재결정을 수득하고, 42G 목표 산물을 수득한다. MODI-TOF:608.71.(0.1 mol) of the
비교예: 화합물 8의 제조Comparative Example: Preparation of Compound 8
화합물 2의 합성: 화합물 2의 합성은 수화 페난트롤린과 1,4-디브로모나프탈렌 참고문헌 Eur.J.Inorg.Chem.,2001, 1155-1166을 이용하여 합성한 것이며, 아주 쉽게 화합물 2 백색 고체를 얻을 수 있고, 수율은 84%이며, 스펙트로그램은 도 3에서 도시하는 바와 같다.Synthesis of Compound 2: The synthesis of
화합물 8의 합성:Synthesis of Compound 8:
1000LTHF에 있어서, 직전 단계에서 수득한 38.53G(0.1mol) 제품 2를 첨가하고, 24.81G(0.1mol) 화합물 5를 반응 플라스크에 첨가하고, 138G 탄산칼륨, 500L 물을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 교반한다. 질소를 30분간 충전하고, 1G 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐을 첨가하고, 8시간 동안 환류 반응을 진행한다. TLC 검출 반응이 종료할 때까지 기다린 후 실온으로 냉각 및 여과하여 고체 재결정을 수득하고, 45G 목표 산물을 수득한다. NMR은 도 2에서 도시하는 바와 같다. MODI-TOF:506.59.(0.1 mol) of the
본 발명 실시방안의 상기 합성예에 의거하여 제조한 3개 재료 및 이하 화학식으로 표시되는 비교예의 재료를 저온(예를 들어 77K)에서 자외선 흡수 스펙트럼과 광루미네선스 측정을 진행하였으며, 그 결과는 이하 표와 같다.The ultraviolet absorption spectrum and the optical luminescence of the three materials prepared according to the synthesis example of the present invention and the materials of the comparative examples represented by the following formula were measured at a low temperature (for example, 77 K) The following table shows.
표 1에서 알 수 있듯이, 화합물 4에서 화합물 6까지 모두 2.82ev보다 높기 때문에 청색 인광 재료 소자의 요구 기준을 충족시킬 수 있다.As can be seen from Table 1, since all of the compounds 4 to 6 are higher than 2.82 eV, the requirements of the blue phosphorescence device can be met.
이하에서는 상기 화합물 4와 화합물 6이 형성하는 청색 인광 화합물 및 비교예 화합물 8의 재료를 청색 전자 재료로 사용하는 유기 발광 다이오드의 제조예를 설명한다.Hereinafter, a production example of an organic light emitting diode using the blue phosphorescent compound formed by the compound 4 and the compound 6 and the material of the comparative compound 8 as a blue electronic material will be described.
제조예 1:Preparation Example 1:
ITO 기판에 대한 패턴화를 진행하여 그 발광 면적을 3mmX3mm로 만든 후 세정을 진행한다. ITO 기판을 진공실에 거치한 후 바닥 압력을 1X10-6토르로 한다. 그 후 양극을 형성하는 ITO 상에 사용하고, 두께가 약 50옹스트롬인 HATCN을 형성하여 정공 주입층에 사용하고, 두께가 약 550옹스트롬인 NPD를 형성하여 정공 수송층에 사용하고, 두께가 약 100옹스트롬인 TAPC를 형성하여 정공 주입층에 사용하고, 두께가 약 300옹스트롬인 호스트 재료 PH를 형성하여(US20140151647) 도핑 농도가 양 15%인 fac-Ir(mpim)3과 발광층에 사용한다. 그 후 두께가 400옹스트롬인 화합물 4를 형성하여 전자 수송층에 사용하고, 두께가 약 5옹스트롬인 LiF를 형성하여 전자 주입층에 사용하고, 1100옹스트롬인 Al층 음극을 형성한다. 그 후 UV 경화성 패키징제와 흡습제를 사용하여 패키징 공정을 진행하여 발광 다이오드를 형성한다.Patterning is performed on the ITO substrate to make the
제조예 2Production Example 2
상기와 동일한 제조 공정을 채택하여 유기 발광 다이오드를 제조하나, 화합물 6을 전자 재료로 사용한다는 것이 유일한 차이점이다.The only difference is that the organic light emitting diode is manufactured by adopting the same manufacturing process as described above, but the compound 6 is used as an electronic material.
비교예 1Comparative Example 1
제조예 1과 동일한 공정을 채택하여 유기 발광 다이오드를 제조하나, 화합물 8을 전자 재료로 사용한다는 것이 유일한 차이점이다.The only difference is that the same process as in Production Example 1 is employed to produce an organic light emitting diode, but the compound 8 is used as an electronic material.
(볼트)Voltage
(volt)
(%)Quantum efficiency
(%)
(T50,700nit)Service life
(T50,700 nit)
표 2에서 알 수 있듯이, 비교예 1과 비교할 때, 실시예 1에서 제조한 유기 발광 다이오드는 동일한 수준의 색좌표를 표시할 때 발광 효율, 양자 효율 및 사용수명이 개선된 것으로 나타났다. 특히, 유기 발광 다이오드의 사용수명이 극대화되었다.As can be seen from Table 2, the organic light emitting diodes manufactured in Example 1 exhibited improved luminous efficiency, quantum efficiency, and service life when displaying the same color coordinates as those of Comparative Example 1. [ In particular, the service life of the organic light emitting diode is maximized.
상기 내용에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시방법은 높은 삼중항 상태 에너지를 가진 전자 재료를 제조하였으며, 상기 전자 재료를 유기 발광 다이오드 발광층의 전자 수송 재료로 사용함으로써, 발광층 내의 에너지 전이를 촉진시키고 유기 발광층의 청색 발광 효율과 사용 수명을 개선하는 동시에 가동 전압을 낮추었다.As can be seen from the above description, the method of the present invention has produced an electronic material having high triplet state energy, and by using the electronic material as an electron transporting material of the organic light emitting diode luminescent layer, The blue light emission efficiency and the service life of the light emitting layer were improved while the operating voltage was lowered.
본 발명의 실시방식은 그 수많은 실시방식 묘사를 통하여 설명을 이미 진행하였다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 본 발명에서 공개한 원리 범위 내에서 다른 개선방안과 실시방식을 설계할 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명에서 공개하고 첨부한 도면 및 청구범위의 범위 내의 주제를 조합 배열하는 구성 부분 및/또는 배열 측면에서 각종 변화와 개선을 진행하는 것이 가능하다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서, 구성 부분 및/또는 배열 측면의 변화와 개선 외에도 치환적 응용 역시 쉽게 생각해낼 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention have already been described with reference to numerous embodiments thereof. Those skilled in the art to which the present invention pertains may design other improvements and implementations within the scope of the principles disclosed herein. More specifically, it is possible to proceed with various changes and improvements in terms of components and / or arrangements which are disclosed in the present invention and which combine and arrange subjects within the scope of the attached drawings and claims. For those skilled in the art to which the invention pertains, substitutional applications as well as variations and / or improvements in the configuration and / or arrangement aspects are also readily conceivable.
Claims (8)
여기에서 R1-R10에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-60인 아릴 또는 헤테로아릴, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 3-50인 나프텐기, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 6-50인 아랄킬을 나타내거나, 또는 이웃하는 치환기 중의 서로 결합되어 방향족 고리를 형성하고, n의 값은 1-3일 수 있고;
R1a-R8a에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-60인 아릴, 치환기가 있는 피리딜, 치환기가 있는 퀴놀릴, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 3-50인 나프텐기, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 6-50인 아랄킬, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알콕시, 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 5-50인 아릴술페닐(arylsulfenyl), 치환 또는 미치환 탄소 원자 수가 1-50인 알콕시카르보닐(alkoxycarbonyl)을 나타내는 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. Having the structure of formula (I)
Wherein one of R1-R10 is connected to a phenyl group through a chain linking method, and the remainder each independently represents a hydrogen atom, an aryl or heteroaryl group having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5-60, a substituted or unsubstituted carbon atom A naphthene group having 3-50 substituted or unsubstituted carbon atoms, an aralkyl group having 6-50 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic ring formed by bonding in adjacent substituent groups And the value of n can be from 1 to 3;
One of R1a-R8a is connected to a phenyl group through a chain linkage, and the remainder each independently represents a hydrogen atom, aryl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5-60, pyridyl having a substituent, quinolyl , Alkyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 1 to 50, naphthene group having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 3 to 50, aralkyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 6 to 50, Arylsulfenyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 5 to 50, alkoxycarbonyl having a substituted or unsubstituted carbon atom number of 1 to 50, a nitrogen-containing heterocyclic ring derivative.
R1a-R8a에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 페닐, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 나프틸, 1 내지 3개 페닐 치환 페닐을 나타내고;
여기에서 R1-R10에서 하나는 사슬 연결 방식을 통하여 페닐과 사슬이 연결되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 페닐, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 나프틸, C1-C4 알킬 치환 또는 미치환 안트릴(anthryl)을 나타내고, 또는 1 내지 3개 페닐 치환 페닐, 페닐 치환의 나프틸 또는 페닐 치환의 안트릴, 나프틸 치환의 나프틸, 나프틸 치환의 안트릴인 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. The method according to claim 1,
One of R1a-R8a is linked via a chain linkage to phenyl and the other is independently selected from hydrogen, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted phenyl, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted naphthyl, Phenyl substituted phenyl;
Wherein one of R1-R10 is connected to the phenyl and the chain through a chain linkage and the others are independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted phenyl, C1-C4 alkyl substituted or unsubstituted naphthyl, C1 -C4 alkyl substituted or unsubstituted anthryl, or represents phenyl substituted phenyl, phenyl substituted naphthyl or phenyl substituted anthryl, naphthyl substituted naphthyl, naphthyl substituted anthryl And a nitrogen-containing heterocyclic derivative.
R10, R8a는 사슬 연결 방식인 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. The method according to claim 1 or 2,
Lt; 10 > and R < 8a > are a chain-linking system.
R2a-R7a는 수소이고, R1a는 수소, 페닐, 나프틸, 비페닐 또는 디페닐 치환 페닐이고; R1-R8은 수소이고, R9는 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴, 비페닐, 디페닐 치환의 페닐, 나프틸 치환의 페닐, 페닐 치환의 나프틸, 페닐 치환의 안트릴, 나프틸 치환의 나프틸, 나프틸 치환의 안트릴인 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. The method of claim 3,
R2a-R7a is hydrogen and R1a is hydrogen, phenyl, naphthyl, biphenyl or diphenyl substituted phenyl; R1-R8 are hydrogen and R9 is hydrogen, phenyl, naphthyl, anthryl, biphenyl, diphenyl substituted phenyl, naphthyl substituted phenyl, phenyl substituted naphthyl, phenyl substituted anthryl, Naphthyl, and naphthyl-substituted anthryl.
R1a-R7a는 수소이고, 여기에서 R1-R8은 수소이고, R9는 수소, 페닐, 나프틸, 안트릴인 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. 5. The method of claim 4,
Wherein R1a-R7a is hydrogen, wherein R1-R8 are hydrogen and R9 is hydrogen, phenyl, naphthyl, anthryl.
이하 구조를 갖는 화합물
인 것을 특징으로 하는 질소 함유 헤테로 고리 유도체. The method according to claim 1,
A compound having the following structure
A nitrogen-containing heterocyclic derivative.
상기 제 1 내지 6항 중 어느 한 항의 상기 질소 함유 헤테로 고리 화합물을 전자 수송 재료로서 포함하고, 상기 소자는 디스플레이 소자와 조명 소자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 소자.8. The method of claim 7,
The organic light-emitting diode device according to any one of claims 1 to 6, which comprises the nitrogen-containing heterocyclic compound as an electron transporting material, wherein the device is a display device and a lighting device.
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