KR20180127905A - Novel single molecule thermal polymerization type hole transport material and organic light emitting diode using the same - Google Patents

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KR20180127905A KR1020180044213A KR20180044213A KR20180127905A KR 20180127905 A KR20180127905 A KR 20180127905A KR 1020180044213 A KR1020180044213 A KR 1020180044213A KR 20180044213 A KR20180044213 A KR 20180044213A KR 20180127905 A KR20180127905 A KR 20180127905A
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김범석
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Abstract

The present invention relates to a novel single molecule thermal polymerization type hole transport material capable of forming a multi-layer structure, and to a high-efficiency organic light emitting diode (OLED) for a solution process, and when a hole transport layer is formed of the novel single molecule thermally polymerizable hole transport material, since the interface of the hole transport layer is not dissolved in the solvent after thermal crosslinking, the OLED having the multi-layer structure is effectively manufactured, and since the thermal crosslinking is performed at a relatively low temperature of 50 to 150°C, the hole transport material can be used in a process of applying a plastic substrate having a low glass transition temperature in addition to a glass substrate.

Description

신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질 및 이를 이용한 유기발광다이오드{Novel single molecule thermal polymerization type hole transport material and organic light emitting diode using the same}[0001] The present invention relates to a novel single-molecule heat polymerization type hole transport material and an organic light emitting diode using the same. [0002]

본 발명은 열중합형 정공 전달 물질로 이루어진 정공수송층 및 이를 이용한 유기발광다이오드에 관한 것으로서, 구체적으로 다층구조 형성이 가능한 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질 및 이를 통해 제조된 용액 공정용 고효율 유기발광다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a hole transporting layer made of a heat polymerization type hole transporting material and an organic light emitting diode using the same. More specifically, the present invention relates to a novel single molecule heat polymerization type hole transporting material capable of forming a multilayer structure, and a high- Lt; / RTI >

유기발광다이오드(Organic light emitting diode, OLED)는 기존의 LCD, PDP등의 디스플레이와 비교하여 제작공정이 간단한 구조를 갖고 있으며, 고화질에 광시야각을 확보하고 있고, 고색순도 및 저소비전력, 저전압 구동 등의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다. Organic light emitting diodes (OLEDs) have a simple structure compared to conventional LCDs and PDP displays. They have a wide viewing angle with high image quality, high color purity, low power consumption and low voltage driving Has attracted attention as a next-generation display.

일반적인 OLED는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 유기층인 정공수송층, 전자 전달층 등이 있으며, 그 상부에 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 하지만 OLED를 제작하기 위한 기존의 공정은 모든 층을 진공 증착 방식을 이용한다. 진공 증착의 경우, 시간적, 비용적, 수량적 측면에서 대량생산에 적합하지 못하다는 단점을 가지고 있으며, 대면적화에도 큰 제약을 가지고 있다. A typical OLED has a structure in which an anode is formed on a substrate, a hole transporting layer and an electron transporting layer, which are organic layers, are formed on the anode, and a cathode is sequentially formed thereon. However, existing processes for fabricating OLEDs use vacuum deposition for all layers. Vacuum deposition has disadvantages in that it is not suitable for mass production in terms of time, cost, and quantity.

따라서 이러한 관점에서 볼 때, 진공 증착 방식은 개선이 필요하며, 이의 대안으로 주목받고 있는 것이 용액 공정이다. 하지만, 용액 공정을 이용하여 OLED를 제조할 경우, 유기층을 적층하는 과정에서 층간 섞임 현상이 일어나게 되거나, 재료의 순도 문제, 그리고 고온의 열처리(가교반응 등) 공정에 의한 타층 소재의 열화로 인해 현재 증착 방식의 소자보다 특성이 떨어지며, 특히 수명이 낮은 단점이 있다. 따라서 다양한 용액공정 재료와 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 위와 같은 문제점을 아직까지 완벽히 해결하지 못하고 있다. Therefore, from this point of view, the vacuum deposition method needs to be improved, and a solution process is attracting attention as an alternative thereto. However, when the OLED is manufactured using a solution process, interlayer intermixing occurs in the process of laminating the organic layers, or the purity of the materials and deterioration of the other materials due to the heat treatment (crosslinking reaction, etc.) There is a disadvantage in that the characteristics are lower than those of the evaporation type device, and in particular, the lifetime is low. Therefore, research on various solution process materials and processes has been actively conducted, but the above problems have not yet been completely solved.

일반적으로 용액 공정을 이용해 유기물을 적층하는 방식은 크게 두 가지로 나누어진다. 첫 번째는 두 층을 적층하고자 하는 재료를 녹일 때 사용하는 용매를 서로 녹지 않는 유형으로 선택하는 방법이다. 예를 들면, 아래층은 물/알코올 류에 녹여 성막하고, 위층은 일반적인 유기용매에 녹여 적층하게 되면, 층간 섞임 현상을 줄일 수 있다. 두 번째는 아래층을 가교시키는 방법이다. 가교가 되면 용해, 용융 특성이 현저히 줄어들기 때문에, 위층의 용매와 상호작용을 줄일 수 있다.Generally, there are two ways of laminating organic materials by solution process. The first method is to select the type of solvent that dissolves the material to be laminated. For example, if the lower layer is formed by dissolving in water / alcohol and the upper layer is dissolved in a common organic solvent, then the interlayer intermixing phenomenon can be reduced. The second is a way of bridging downstairs. When crosslinked, the dissolution and melting properties are remarkably reduced, so that the interaction with the solvent in the upper layer can be reduced.

현재 개발되어 있는 가교를 이용한 유기발광다이오드 재료는 가교제의 종류에 따라 분류하면, 실록산 류(siloxanes), 스타이렌 류(styrenes), 아크릴레이트 류(acrylates), 트리플루오로바이닐 에테르 류(trifluorovinyl ehters), 벤조사이클로부텐 류(benzocyclo-butenes), 신나메이트/찰콘 류(cinnamates/chalcones), 옥세탄 류(oxetanes)로 나눌 수 있다. 하지만 이 가교제들을 포함한 재료로 유기발광다이오드를 제작할 경우, 공정온도가 200℃ 이상이거나 오랜 시간이 필요하고, 미반응 및 부반응을 통해 트랩으로 작용할 수 있는 화학 구조를 만들거나, 개시제 등의 사용으로 소자 특성에 악영향을 주는 물질이 남게 되는 단점을 가진다. 유기발광다이오드에서 불필요한 구조 혹은 물질이 포함될 경우, 수명과 효율 특성이 현저히 떨어지게 된다. 또한 공정온도가 너무 높을 경우, 기판 재료의 선정하는데 제한적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하는 가교를 이용한 유기발광다이오드 재료가 요구된다 할 것이다.The currently developed organic light emitting diode materials using crosslinking are classified into siloxanes, styrenes, acrylates, trifluorovinyl ethers, and the like depending on the type of crosslinking agent. , Benzocyclo-butenes, cinnamates / chalcones, and oxetanes. However, when an organic light emitting diode is fabricated using materials including these crosslinking agents, a chemical structure that can act as a trap through a process temperature of 200 ° C or more or a long time, unreacted or side reaction may be made, There is a disadvantage that a material adversely affecting the characteristics remains. When an unnecessary structure or material is contained in an organic light emitting diode, the lifetime and efficiency characteristics are significantly deteriorated. Also, if the process temperature is too high, the selection of the substrate material may have a limited effect. Therefore, an organic light emitting diode material using crosslinking that solves such a problem will be required.

1. 대한민국 공개특허 제10-2014-0069568호1. Korean Patent Publication No. 10-2014-0069568 2. 대한민국 공개특허 제10-2013-0074815호2. Korean Patent Publication No. 10-2013-0074815

본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 상기한 바와 같이 종래 기술의 단점 및 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 새로운 분자 구조의 열중합형 정공 전달 물질을 제공하는 것이다.The first problem to be solved by the present invention is to provide a thermally polymerizable hole transport material having a novel molecular structure for improving the disadvantages and problems of the prior art as described above.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 상기 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법을 제공하는 것이다.A second problem to be solved by the present invention is to provide a process for producing the heat polymerization type hole transport material.

나아가, 본 발명이 해결하고자 하는 제3 과제는 상기 열중합형 정공 전달 물질을 포함하는 정공수송층을 포함하는 유기발광 다이오드를 제공하는 것이다.Furthermore, a third problem to be solved by the present invention is to provide an organic light emitting diode including a hole transporting layer containing the heat polymerization type hole transporting material.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 제1 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질을 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention provides a novel single molecule thermopolymerizable hole transport material represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서,(In the formula 1,

Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3-C30의 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고,Ar 1 to Ar 3 independently represent a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 aryl, heteroaryl, arylalkyl or alkylaryl group,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C9의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 9 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 30 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,

m과 n은 각각 1~5이다)m and n are each 1 to 5)

더욱 바람직하게는, 상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고, More preferably, Ar 1 to Ar 3 independently represent a non-fused ring aromatic substituent consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,

m과 n은 각각 1~5일 수 있다.m and n may be 1 to 5, respectively.

더욱 바람직하게는, 상기 열중합형 정공 전달 물질은 하기 화합물 1~70 중에서 선택될 수 있다.More preferably, the thermally polymerizable hole transport material can be selected from the following compounds 1-70.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1의 화합물은 분자 내에 아릴아민 단위와 3차 알코올 단위가 적어도 1단위씩 각각 존재하고, 상기 아릴아민의 벤젠기의 오르쏘 또는 파라 위치에 반응성 수소가 있고, 3차 알코올 단위는 sp3 탄소 또는 실리콘에 3개의 알킬 또는 아릴기가 연결된 형태일 수 있다.More preferably, the compound of Formula 1 has at least one unit of an arylamine unit and a tertiary alcohol unit in the molecule, the reactive hydrogen is present at an ortho or para position of the benzene group of the arylamine, The alcohol unit may be in the form of sp3 carbon or three alkyl or aryl groups connected to the silicon.

더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1의 화합물은 분자 내에 아릴아민의 반응성 수소의 개수가 3차 알코올 단위의 OH기의 개수보다 같거나 많을 수 있다.More preferably, the number of reactive hydrogen atoms of the arylamine in the molecule of Formula 1 may be equal to or greater than the number of OH groups in the tertiary alcohol unit.

더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1의 화합물은 분자량이 2000 이하일 수 있다.More preferably, the compound of Formula 1 may have a molecular weight of 2000 or less.

또한, 상기 제2 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이,In order to achieve the second object, the present invention provides,

유기용매 내에서 화학식 2의 알릴아민 화합물 내의 할로겐 작용기를 알킬 리튬 또는 마그네슘과 반응시켜 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약을 제조하는 단계(단계 1); 및Reacting a halogen functional group in an allyl amine compound of formula (2) with an alkyl lithium or magnesium in an organic solvent to prepare an organometallic reagent of formula (3) containing allylamine (step 1); And

상기 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약에, 분자내 1개 이상의 카보닐 작용기를 가지는 화학식 4의 화합물을 반응시킨 후, 수소 공급 가능 시약을 첨가하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1의 화합물을 제조하는 단계(단계 2)를 포함하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법을 제공한다.The compound of Chemical Formula 4 having at least one carbonyl functional group in the molecule is reacted with the organometallic reagent of Formula 3 containing the allylamine and then a hydrogen-supplying reagent is added to form a tertiary alcohol, (Step 2) of preparing a novel single-molecule heat-polymerizable hole-transporting material.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

(상기 반응식 1에서, Ar1 내지 Ar3, R1 및 R2, n 및 m은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.)(In the above Reaction Scheme 1, Ar 1 to Ar 3 , R 1 and R 2 , n and m are as defined in Formula 1.)

또한, 본 발명은 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이,In addition, the present invention relates to a process for producing a compound represented by the formula

유기용매 내에서 분자내에 1개 이상의 카보닐 작용기와 아릴아민을 동시에 가지는 화학식 5의 중간체에, 방향족 리튬 또는 방향족 그리냐드 시약 및 수소 공급 가능 시약으로 처리하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1a의 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법을 제공한다.The compound of formula (I) is prepared by treating a intermediate of formula (5) having at least one carbonyl functionality and an arylamine in the molecule simultaneously in an organic solvent with an aromatic lithium or aromatic Grignard reagent and a hydrogen-providing reagent to form a tertiary alcohol, And a method for producing the novel single-molecule heat polymerization type hole transporting material.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00007
Figure pat00007

(상기 반응식 2에서,(In the above Reaction Scheme 2,

상기 Ar 및 Ar4 내지 Ar6은 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고, Ar and Ar 4 to Ar 6 are non-fused ring aromatic substituents consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,

R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,R 3 and R 4 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,

m과 n은 각각 1~5이고,m and n are each 1 to 5,

화학식 1a는 제1항의 화학식 1에 포함된다.)Formula (Ia) is included in Formula (1) of Claim 1.

더욱 바람직하게는, 제조된 단일분자 열중합형 정공 전달 물질은 컬럼, 재결정 및 최종적으로 승화정제를 거쳐 고순도 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다.More preferably, the produced single molecule thermopolymerizable hole transporting material may further include high purity purification through a column, recrystallization, and finally sublimation purification.

나아가, 상기 제3 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질을 포함하는 정공수송층을 포함하는 유기발광다이오드를 제공한다.Further, in order to achieve the third object, the present invention provides an organic light emitting diode including a hole transport layer including a novel single molecule thermopolymerization type hole transport material.

더욱 바람직하게는, 상기 정공수송층은 용액 공정을 통해 성막한 후 열가교를 통해 제조될 수 있다.More preferably, the hole transporting layer may be formed through a solution process and then thermally crosslinked.

더욱 바람직하게는, 상기 용액 공정은 스핀 코팅, 잉크젯 코팅 및 노즐젯 코팅으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.More preferably, the solution process may be selected from the group consisting of spin coating, ink jet coating and nozzle jet coating.

더욱 바람직하게는, 상기 열가교는 50~150℃의 저온에서 수행될 수 있다.More preferably, the thermal crosslinking can be carried out at a low temperature of 50 to 150 ° C.

더욱 바람직하게는, 상기 정공수송층은 열가교 후, 용매에 계면이 녹지 않는 것을 특징으로 한다.More preferably, the hole transporting layer is characterized in that the interface does not dissolve in the solvent after thermal crosslinking.

본 발명에 따른 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질로 정공수송층을 구성하게 되면, 상기 정공수송층은 열가교 후, 용매에 계면이 녹지 않으므로 상부에 용액공정을 이용하여 발광층을 적층하게 되더라도 층간 섞임이 없어, 효과적으로 다층구조의 유기발광다이오드(OLED)를 제조할 수 있다. 따라서 현재 진공 증착 방식에 국한되어 있던 OLED 디스플레이 공정 방법 대신, 시간적, 비용적 측면에서 효과적인 용액공정을 사용하여 보다 안정성이 우수한 다층구조의 OLED를 구현할 수 있다.When the hole transport layer is formed of the novel single molecule thermopolymerization type hole transport material according to the present invention, since the interface is not dissolved in the solvent after the thermal crosslinking, the light emitting layer is laminated on the upper side using a solution process, The organic light emitting diode (OLED) having a multi-layer structure can be manufactured effectively. Therefore, instead of the OLED display process which is currently limited to the vacuum deposition method, a multi-layered OLED having more excellent stability can be realized by using an effective solution process in terms of time and cost.

본 발명에 따른 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질은 저분자 형태로 재료의 순도 개선이 용이하여, 수명 및 효율에 직접적인 장점을 부여할 수 있으며, 열가교를 50~150℃의 비교적 저온에서 수행하므로, 유리 기판 이외에 유리전이온도가 낮은 플라스틱 기판을 적용하는 공정에서도 사용될 수 있다. 또한, 막 형성 후, 잔존하는 부산물 및 첨가제가 적기 때문에 수명 및 효율이 우수한 장점을 가지고 있다. The novel single molecule thermopolymerization type hole transport material according to the present invention is easy to improve the purity of the material in a low molecular form and can directly give advantages to the life and efficiency and the heat crosslinking is performed at a relatively low temperature of 50 to 150 ° C Can be used in a process of applying a plastic substrate having a low glass transition temperature in addition to a glass substrate. Further, since there are few residual by-products and additives after the film formation, they have an advantage of excellent lifetime and efficiency.

본 발명은 정공수송층에 초점을 두었지만, 본 발명에 따른 화학식 구조에서 단위체의 변화를 통해 가교된 발광층, 전자수송층을 구현해낼 수 있는 가능성이 충분히 있다. 따라서 현재로서는 부분적으로 용액공정을 이용하여 OLED를 제조하는 방법이지만, 향후 개선을 통해 전 공정을 용액공정으로 이용하여 OLED를 구현해 낼 수 있을 것이다.Although the present invention focuses on the hole transporting layer, it is possible to realize a crosslinked light emitting layer and an electron transporting layer through the change of the unit in the formula structure according to the present invention. Therefore, at present, it is a method of manufacturing an OLED using a solution process partly, but it is possible to implement an OLED by using the whole process as a solution process through future improvement.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기발광다이오드를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질을 통해 열가교 박막이 형성된 유리 기판의 이미지이다.
1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is an image of a glass substrate on which a thermally crosslinked thin film is formed through a novel single molecule thermal polymerization type hole transport material according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.

본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "알킬기"는 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다. 또는 알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. 포화이든 불포화이든 간에 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다. 알킬기는 C1~C30 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1~C10 알킬기 또는 C1~C6 알킬기일 수도 있다. 예를 들어, C1~C4 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Unless otherwise specifically defined herein, the term "alkyl group" means an aliphatic hydrocarbon group. The alkyl group may be a "saturated alkyl group" which does not contain any double or triple bonds. Or the alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" comprising at least one double bond or triple bond. The alkyl group, whether saturated or unsaturated, can be branched, straight chain or cyclic. The alkyl group may be a C 1 to C 30 alkyl group. More particularly the alkyl group may be a C 1 ~ C 10 alkyl group or a C 1 ~ C 6 alkyl group. For example, the C 1 -C 4 alkyl group can be selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "사이클로알킬기"는 탄소수 3 내지 20의 환형 포화 탄화수소기를 의미한다. 구체적으로 상기 사이클로알킬기는 탄소수 3 내지 6의 사이클로알킬기를 포함한다. 상기 사이클로알킬기의 구체적인 예로는, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기 또는 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.Also, unless otherwise defined in the present specification, the "cycloalkyl group" means a cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. Specifically, the cycloalkyl group includes a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "아릴기(Ar)"는 하나 이상의 고리를 포함하는 탄소수 6 내지 20의 카르보사이클 방향족 리디칼을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 구체적으로 상기 아릴기는 탄소수 6 내지 20, 보다 구체적으로는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 포함한다. 상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 나프틸기 또는 비페닐기 등을 들 수 있다.Also, unless otherwise defined herein, "aryl group (Ar)" means a carbocyclic aromatic radical having from 6 to 20 carbon atoms containing at least one ring, which rings are attached together by a pendant method Or fused. Specifically, the aryl group includes an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more specifically 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group and a biphenyl group.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "아릴알킬기"는 방향족 탄화수소기인 아릴기(Ar)로 직쇄 또는 분지형 알킬기(Ra)가 치환된 작용기(Ar-Ra-)를 의미한다. 구체적으로 상기 아릴알킬기는 탄소수 7 내지 20, 보다 구체적으로는 탄소수 7 내지 12의 아릴알킬기를 포함한다. 상기 아릴알킬기의 구체적인 예로는 벤질기, 페네틸기 등을 들 수 있다.Unless otherwise defined in the present specification, "arylalkyl group" means a functional group (Ar-Ra-) in which a linear or branched alkyl group (Ra) is substituted with an aryl group (Ar) which is an aromatic hydrocarbon group. Specifically, the arylalkyl group includes an arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms, more specifically 7 to 12 carbon atoms. Specific examples of the arylalkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "알킬아릴기"는 직쇄 또는 분지형 알킬기(Ra)로 방향족 탄화수소기(Ar)가 치환된 작용기(Ra-Ar-)를 의미한다. 구체적으로 상기 알킬아릴기는 탄소수 7 내지 20, 보다 구체적으로는 탄소수 7 내지 12의 알킬아릴기를 포함한다. The term "alkylaryl group" as used herein means a functional group (Ra-Ar-) in which an aromatic hydrocarbon group (Ar) is substituted with a linear or branched alkyl group (Ra) unless otherwise defined herein. Specifically, the alkylaryl group includes an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, more specifically 7 to 12 carbon atoms.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "아릴옥시기"는 산소와 결합된 아릴기(-OAr)를 의미하며, 이때 상기 아릴기는 앞서 정의한 바와 같다. 구체적으로 상기 아릴옥시기는 탄소수 6 내지 20, 보다 구체적으로는 탄소수 6 내지 12의 아릴옥시기를 포함한다. 상기 아릴옥시기의 구체적인 예로는 페녹시 등을 들 수 있다.In addition, unless otherwise defined herein, "aryloxy group" means an aryl group (-OAr) bonded with oxygen, wherein the aryl group is as defined above. Specifically, the aryloxy group includes an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, more specifically 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aryloxy group include phenoxy and the like.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "아릴아민기"는 방향족 탄화수소기인 아릴기(Ar)로 아민기(NH2-)가 치환된 작용기(Ar-NH2-)를 의미한다. 구체적으로 상기 아릴알킬기는 탄소수 6 내지 20, 보다 구체적으로는 탄소수 6 내지 12의 아릴아민기를 포함한다.The term "arylamine group" as used herein means a functional group (Ar-NH 2 -) in which an amine group (NH 2 -) is substituted with an aryl group (Ar) which is an aromatic hydrocarbon group, unless otherwise defined herein. Specifically, the arylalkyl group includes an arylamine group having 6 to 20 carbon atoms, more specifically 6 to 12 carbon atoms.

또, 본 명세서에 있어서 특별히 정의되지 않는 한, "헤테로아릴기"는 적어도 하나의 고리 내에 N, O, S, Se 및 P로 이루어진 군으로부터 선택되는 헤테로 원자를 1개 이상 함유하고, 나머지 멤버는 탄소인, 모노사이클릭 방향족 화합물 또는 융합된 방향족 고리들로 이루어진 폴리사이클릭 방향족 화합물을 의미한다.Unless otherwise specifically defined herein, a "heteroaryl group" includes at least one heteroatom selected from the group consisting of N, O, S, Se, and P in at least one ring, Means a polycyclic aromatic compound consisting of a monocyclic aromatic compound or a fused aromatic ring which is a carbon, monocyclic aromatic compound, or a fused aromatic ring.

또한, 본 명세서에서 "Cx-Cy"라고 기재한 경우에는, 탄소수 x와 탄소수 y사이의 모든 정수에 해당하는 수의 탄소수를 갖는 경우도 함께 기재된 것으로 해석되어야 한다.In the present specification, when "C x -C y " is described, the case where the number of carbon atoms corresponding to all the integers between the number of carbon atoms x and the number of carbon atoms y is also to be interpreted as described.

열중합형Heat polymerization type 정공 전달 물질 Hole transport material

본 발명은 정공층을 구성하는 재료로서, 저분자 형태로, 박막 형성 전 또는 박막 형성 후 가교 반응을 통해 고분자 또는 가교화된 고분자를 형성할 수 있는, 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질을 제시한다.The present invention proposes a novel single molecule thermo-polymerizable hole transport material capable of forming a polymer or a crosslinked polymer through a cross-linking reaction before forming a thin film or forming a thin film in a low molecular form as a material constituting the hole layer .

하기 화학식 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물을 나타낸다.The following formula 1 represents a compound according to one embodiment of the present invention.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3-C30의 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고,Ar 1 to Ar 3 independently represent a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 aryl, heteroaryl, arylalkyl or alkylaryl group,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C9의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 또는 설폰기이고,R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 9 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 30 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group Or a sulfonic group,

m과 n은 각각 1~5이다.m and n are each 1 to 5.

바람직하게는,Preferably,

상기 Ar1 내지 Ar3은 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고, Ar 1 to Ar 3 are non-fused ring aromatic substituents consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 또는 설폰기이고,R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group Or a sulfonic group,

m과 n은 각각 1~5이다.m and n are each 1 to 5.

더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 열중합형 정공 전달 물질은 하기 화합물 1~70 중에서 선택될 수 있다.More preferably, the thermally polymerizable hole transport material according to the present invention can be selected from the following compounds 1-70.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
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Figure pat00011
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Figure pat00012
Figure pat00012

본 발명의 열중합형 정공 전달 물질의 특징은 정공 주입 또는/ 및 정공 수송층 구성에 정공이동특성을 부여하기 위해 정공 전달 능력이 높은 아릴아민(aryl amine) 단위와 이 아릴아민 유도체와 화학적으로 반응을 통해 결합될 수 있는 3차 알코올 단위를 동일 분자내에 동시에 포함된 구조를 가진다는 점이다. The heat-polymerizable hole-transporting material of the present invention is characterized in that an aryl amine unit having a high hole-transporting ability is chemically reacted with the arylamine derivative in order to impart hole-transporting properties to hole injection and / or hole- And a tertiary alcohol unit which can be bound through the same molecule.

본 발명에 따른 화학식 1의 화합물에 있어서, 상기 아릴아민 단위는 벤젠 등이 치환된 형태이며, 이러한 벤젠의 오르쏘 또는 파라 위치에 반응성 수소가 있어야 하며, 3차 알코올 단위는 sp3 탄소 또는 실리콘에 3개의 알킬 또는 아릴기가 연결된 형태인 것이 바람직하다. In the compound of formula (1) according to the present invention, the arylamine unit is a benzene-substituted form, and the reactive hydrogen is present at the ortho or para position of the benzene. Alkyl or aryl group is connected.

이러한 화학식 1의 아릴아민 및 3차 알코올을 모두 포함하는 화합물은 순도 개선이 용이한 분자량 2000 이하의 저분자 형태이며, 박막 형성 전 또는 박막 형성 후 가교 반응을 통해 고분자 또는 가교화된 고분자를 형성할 수 있다.The compound containing both of the arylamine and the tertiary alcohol of the formula (1) is a low molecular weight substance having a molecular weight of 2000 or less which can improve the purity and can form a polymer or a crosslinked polymer through a crosslinking reaction before or after forming a thin film. have.

구체적으로, 이러한 아릴아민과 3차 알코올을 동시에 포함하는 화학식 1의 화합물을 적당한 용매에 녹인 후 브뢴스테드 산 또는 루이스 산을 첨가할 경우 친전자성 방향족 치환반응에 의해 아민의 아릴단위와 3차 알코올 사이에 탈수 축합 반응이 일어나 분자간 또는 분자내 결합을 형성하게 된다.Specifically, when the compound of formula (1) containing both the arylamine and the tertiary alcohol is dissolved in an appropriate solvent and then Bronsted acid or Lewis acid is added, the aryl unit of the amine and the tertiary A dehydration condensation reaction takes place between the alcohols to form intermolecular or intramolecular bonds.

따라서, 이러한 중합을 위해서 화합물 내에 아릴아민 단위와 3차 알코올 단위가 적어도 1단위씩 각각 존재해야 하며, 아릴아민의 경우, 방향족 치환기의 반응성 자리(주로 질소의 파라 위치)에 반응할 수 있는 수소가 1개 이상이어야 한다. 또한, 이러한 반응성 수소가 2개 이상이고 3차 알코올 단위가 2개 이상일 경우, 고도로 가교화된 고분자를 얻을 수 있다. Therefore, in order to carry out such polymerization, at least one unit of an arylamine unit and a tertiary alcohol unit should be present in the compound, and in the case of an arylamine, a hydrogen capable of reacting with a reactive site (mainly a para position of nitrogen) Must be at least one. When two or more reactive hydrogen atoms are present and two or more tertiary alcohol units are present, a highly crosslinked polymer can be obtained.

또한, 반응 후 전하의 트랩으로 작용하거나 소자의 안정성에 영향을 줄 수 있는 OH기를 완전히 제거해주기 위해서는 분자내 반응성 수소(방향족 아민의 파라 위치 수소)의 개수가 OH기의 개수보다 같거나 많은 것이 바람직하다.Further, in order to completely remove the OH group which may act as a trap of charges after the reaction or affect the stability of the device, the number of reactive hydrogen atoms (para-position hydrogen of aromatic amine) in the molecule is preferably equal to or more than the number of OH groups Do.

열중합형Heat polymerization type 정공 전달 물질의 제조방법 Method of manufacturing hole-transporting material

상기 화학식 1로 표시되는 열중합형 정공 전달 물질은 하기 반응식 1에 나타낸 반응에 의해 얻어질 수 있다.The thermally polymerizable hole transport material represented by the above formula (1) can be obtained by the reaction shown in the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00013
Figure pat00013

(상기 반응식 1에서, Ar1 내지 Ar3, R1 및 R2, n 및 m은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.)(In the above Reaction Scheme 1, Ar 1 to Ar 3 , R 1 and R 2 , n and m are as defined in Formula 1.)

구체적으로, 본 발명에 따른 화학식 1의 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법은 상기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 유기용매 내에서 화학식 2의 알릴아민 화합물 내의 할로겐 작용기를 알킬 리튬 또는 마그네슘과 반응시켜 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약을 제조하는 단계(단계 1); 및Specifically, the process for preparing a thermally polymerizable hole transporting material of Formula 1 according to the present invention comprises reacting a halogen functional group in an allylamine compound of Formula 2 with an alkyllithium or magnesium in an organic solvent, Preparing an organometallic reagent of Formula 3 containing an amine (Step 1); And

상기 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약에, 분자내 1개 이상의 카보닐 작용기를 가지는 화학식 4의 화합물을 반응시킨 후, 수소 공급 가능 시약을 첨가하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1의 화합물을 제조하는 단계(단계 2)를 포함한다.The compound of Chemical Formula 4 having at least one carbonyl functional group in the molecule is reacted with the organometallic reagent of Formula 3 containing the allylamine and then a hydrogen-supplying reagent is added to form a tertiary alcohol, (Step 2).

이때, 할로겐 작용기는 Br 또는 I인 것이 바람직하다.At this time, the halogen functional group is preferably Br or I.

상기 단계 1에서 유기용매는 테트라하이드로퓨란, 에틸 에터, 1,4-다이옥세인 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the organic solvent in step 1 include, but are not limited to, tetrahydrofuran, ethyl ether, and 1,4-dioxane.

상기 단계 1에서 반응온도는 -100 내지 -50℃에서 수행되는 것이 바람직한 바, 만일 반응물이 결빙되는 온도 미만이면 반응 진행에 문제가 있고, 만일 상온을 초과하면 부반응이 다수 발생하는 문제가 있다.The reaction temperature in step 1 is preferably -100 to -50 ° C. If the reaction temperature is below the freezing temperature, there is a problem in the progress of the reaction. If the reaction temperature is higher than room temperature, side reactions may occur.

상기 단계 2에서 수소 공급 가능 시약은 물, 알코올류, 탄산수소소듐 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In step 2, water, alcohols, sodium hydrogencarbonate, or the like may be used as the hydrogen-supplying reagent, but the present invention is not limited thereto.

상기 단계 2에서는 카보닐 유도체의 첨가시 반응온도는 -100 내지 -50℃에서 수행되는 것이 바람직한 바, 만일 반응물이 결빙되는 온도 미만이면 반응 진행에 문제가 있고, 만일 상온을 초과하면 부반응이 다수 발생하는 문제가 있다. In the step 2, the reaction temperature is preferably -100 to -50 ° C when the carbonyl derivative is added. If the reaction temperature is below the freezing temperature, there is a problem in the reaction progress. If the reaction temperature is higher than the normal temperature, There is a problem.

또한 수소(양성자, H+)를 첨가하는 반응은 일반적으로 상온에서 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the reaction of adding hydrogen (protons, H + ) is generally preferably carried out at room temperature.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 열중합형 정공 전달 물질은 하기 반응식 2에 나타낸 반응에 의해 얻어질 수 있다.The thermally polymerizable hole transport material represented by the above formula (1) can be obtained by the reaction shown in the following reaction formula (2).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00014
Figure pat00014

(상기 반응식 2에서,(In the above Reaction Scheme 2,

상기 Ar 및 Ar4 내지 Ar6은 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고, Ar and Ar 4 to Ar 6 are non-fused ring aromatic substituents consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,

R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 또는 설폰기이고,R 3 and R 4 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group Or a sulfonic group,

m과 n은 각각 1~5이고,m and n are each 1 to 5,

화학식 1a는 화학식 1에 포함된다.)Formula (Ia) is included in Formula (I).

구체적으로, 본 발명에 따른 화학식 1의 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법은 상기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 유기용매 내에서 분자내에 1개 이상의 카보닐 작용기와 아릴아민을 동시에 가지는 화학식 5의 중간체에, 방향족 리튬 또는 방향족 그리냐드 시약 및 수소 공급 가능 시약을 처리하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1a의 화합물을 제조하는 단계를 포함한다.Specifically, the process for preparing a thermally polymerizable hole transport material of Formula 1 according to the present invention is characterized in that an intermediate of Formula 5 having at least one carbonyl functional group and an arylamine in a molecule in an organic solvent, , An aromatic lithium or aromatic Grignard reagent and a hydrogen-supplying reagent to form a tertiary alcohol to prepare a compound of formula (I).

이때, 유기용매는 테트라하이드로퓨란, 에틸 에터, 1,4-다이옥세인 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the organic solvent include, but are not limited to, tetrahydrofuran, ethyl ether, and 1,4-dioxane.

상기 단계 1에서 반응온도는 -100 내지 -50℃에서 수행되는 것이 바람직한 바, 만일 반응물이 결빙되는 온도 미만이면 반응 진행에 문제가 있고, 만일 상온을 초과하면 부반응이 다수 발생하는 문제가 있다.The reaction temperature in step 1 is preferably -100 to -50 ° C. If the reaction temperature is below the freezing temperature, there is a problem in the progress of the reaction. If the reaction temperature is higher than room temperature, side reactions may occur.

상기 단계 2에서 수소 공급 가능 시약은 물, 알코올류, 탄산수소소듐 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In step 2, water, alcohols, sodium hydrogencarbonate, or the like may be used as the hydrogen-supplying reagent, but the present invention is not limited thereto.

상기 화학식 1a의 화합물은 화학식 1의 화합물에 포함된다.The compound of formula (1a) is included in the compound of formula (1).

제조된 화학식 1의 화합물은 컬럼, 재결정 및 최종적으로 승화정제를 거쳐 고순도로 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 분자량을 제한하지는 않지만, 분자량 2000 이하의 저분자 형태로 합성하는 것이 바람직하며, 이러한 분자량 제한으로 불순물의 효과적인 제거를 통해 소자의 수명 및 효율을 개선할 수 있다.The compound of formula (I) thus prepared may further be purified by high purity through a column, recrystallization, and finally sublimation purification. To this end, the compound of formula (I) of the present invention is not limited in molecular weight, but it is preferably synthesized in a low molecular weight form having a molecular weight of 2000 or less, and the lifetime and efficiency of the device can be improved through effective removal of impurities due to such molecular weight limitation .

유기발광다이오드Organic light emitting diode

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 유기발광다이오드는 애노드(10)와 캐소드(70), 이들 두 전극 사이에 배치된 발광층(40), 애노드(10)와 발광층(40) 사이에 배치된 정공전도층(20), 및 발광층(40)과 캐소드(70) 사이에 배치된 전자전도층(50)을 구비한다. 정공전도층(20)은 정공의 수송을 위한 정공수송층(25)과 정공의 주입을 용이하게 하기 위한 정공주입층(23)을 구비할 수 있다. 또한, 전자전도층(50)은 전자의 수송을 위한 전자수송층(55)와 전자의 주입을 용이하게 하기 위한 전자주입층(53)을 구비할 수 있다. 이에 더하여, 발광층(40)과 전자수송층(55) 사이에 정공블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 또한, 발광층(40)과 정공수송층(25) 사이에 전자블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 전자수송층(55)이 정공블로킹층의 역할을 수행할 수 있고, 또는 정공수송층(25)이 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다.1, an organic light emitting diode includes an anode 10 and a cathode 70, a light emitting layer 40 disposed between the two electrodes, a hole conduction layer 20 disposed between the anode 10 and the light emitting layer 40, And an electron conduction layer 50 disposed between the light emitting layer 40 and the cathode 70. The hole transport layer 20 may include a hole transport layer 25 for transporting holes and a hole injection layer 23 for facilitating injection of holes. In addition, the electron conduction layer 50 may include an electron transport layer 55 for transporting electrons and an electron injection layer 53 for facilitating injection of electrons. In addition, a hole blocking layer (not shown) may be disposed between the light emitting layer 40 and the electron transporting layer 55. Further, an electron blocking layer (not shown) may be disposed between the light emitting layer 40 and the hole transporting layer 25. However, the present invention is not limited thereto, and the electron transport layer 55 may serve as a hole blocking layer, or the hole transport layer 25 may serve as an electron blocking layer.

애노드(10)는 전도성 금속 산화물, 금속, 금속 합금, 또는 탄소재료일 수 있다. 전도성 금속 산화물은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO), 안티몬 틴 옥사이드(antimony tin oxide, ATO), 플루오르 도프 산화주석(FTO), SnO2, ZnO, 또는 이들의 조합일 수 있다. 애노드(10)로서 적합한 금속 또는 금속합금은 Au와 CuI일 수 있다. 탄소재료는 흑연, 그라핀, 또는 탄소나노튜브일 수 있다.The anode 10 may be a conductive metal oxide, a metal, a metal alloy, or a carbon material. The conductive metal oxide is indium tin oxide (indium tin oxide: ITO), fluorine tin oxide (fluorine tin oxide: FTO), antimony tin oxide (antimony tin oxide, ATO), fluorine-doped tin oxide (FTO), SnO 2, ZnO , Or a combination thereof. The metal or metal alloy suitable as the anode 10 may be Au and CuI. The carbon material may be graphite, graphene, or carbon nanotubes.

이러한 유기발광다이오드에 순방향 바이어스를 인가하면 애노드(10)에서 정공이 발광층(40)으로 유입되고, 캐소드(70)에서 전자가 발광층(40)으로 유입된다. 발광층(40)으로 유입된 전자와 정공은 결합하여 엑시톤을 형성하고, 엑시톤이 기저상태로 전이하면서 광이 방출된다.When a forward bias is applied to the organic light emitting diode, holes are injected from the anode 10 into the light emitting layer 40, and electrons from the cathode 70 are injected into the light emitting layer 40. Electrons and holes injected into the light emitting layer 40 are combined with each other to form excitons, and light is emitted while the excitons transition to the ground state.

발광층(40)은 단일 발광 재료로 이루어질 수 있으며, 또는 발광 호스트 물질 및 발광 도펀트 물질을 포함할 수도 있다.The light emitting layer 40 may be made of a single light emitting material or may include a light emitting host material and a light emitting dopant material.

한편, 정공주입층(23) 및/또는 정공수송층(25)은 애노드(10)의 일함수 준위와 발광층(40)의 HOMO 준위 사이의 HOMO 준위를 갖는 층들로, 애노드(10)에서 발광층(40)으로의 정공의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다. 또한, 전자주입층(53) 및/또는 전자수송층(55)은 캐소드(70)의 일함수 준위와 발광층(40)의 LUMO 준위 사이의 LUMO 준위를 갖는 층들로, 캐소드(70)에서 발광층(40)으로의 전자의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다.On the other hand, the hole injection layer 23 and / or the hole transport layer 25 are layers having a HOMO level between the work function level of the anode 10 and the HOMO level of the light emitting layer 40, ) To enhance the injection or transport efficiency of holes. The electron injection layer 53 and / or the electron transport layer 55 are layers having a LUMO level between the work function level of the cathode 70 and the LUMO level of the light emitting layer 40, ) In order to increase the injection or transport efficiency of electrons.

이러한 정공주입층(23) 또는/및 정공수송층(25)은 앞서 설명한 화학식 1로 나타낸 정공 전달 물질을 도포하고 열처리를 통해 중합 또는 가교 반응시켜 형성할 수 있다. 본 발명에 제시된 중합 또는 가교화된 정공 수송 물질은 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다. 또한, 본 발명에 제시된 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 박막은 정공주입층(23) 또는 정공수송층(25) 하나의 층으로 사용될 수 있으며, 이 경우 본 발명의 물질이 적용된 층 이외의 정공주입층(23) 또는 정공수송층(25)은 일반적으로 사용되는 정공 수송 물질을 사용할 수 있다.The hole injecting layer 23 and / or the hole transporting layer 25 may be formed by applying a hole transporting material represented by the above-described formula (1) and performing polymerization or crosslinking reaction through heat treatment. The polymerized or crosslinked hole transport material proposed in the present invention may also serve as an electron blocking layer. In addition, the thin film made of the compound represented by the formula (1) of the present invention can be used as one layer of the hole injection layer (23) or the hole transport layer (25). In this case, The hole transporting layer 23 or the hole transporting layer 25 may be a commonly used hole transporting material.

일반적인 정공 수송물질은 예를 들면, mCP (N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene); PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrenesulfonate); NPD (N,N′-di(1-naphthyl)-N,N′-diphenylbenzidine); N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐(TPD); N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐; 코퍼(II)1,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포피린 등과 같은 포피린(porphyrin)화합물 유도체; TAPC(1,1-Bis[4-[N,N'-Di(p-tolyl)Amino]Phenyl]Cyclohexane); N,N,N-트리(p-톨릴)아민, 4, 4', 4'-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민과 같은 트리아릴아민 유도체; N-페닐카르바졸 및 폴리비닐카르바졸과 같은 카르바졸 유도체; 무금속 프탈로시아닌, 구리프탈로시아닌과 같은 프탈로시아닌 유도체; 스타버스트 아민 유도체; 엔아민스틸벤계 유도체; 방향족 삼급아민과 스티릴 아민 화합물의 유도체; 및 폴리실란 등일 수 있다.Typical hole transport materials include, for example, mCP (N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene); PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonate); NPD (N, N'-di (1-naphthyl) -N, N'-diphenylbenzidine); N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-methylphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TPD); N, N'-diphenyl-N, N'-dinaphthyl-4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N'N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N'N'-tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl; Porphyrin compound derivatives such as copper (II) 1,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-porphyrin and the like; TAPC (1,1-Bis [4- [N, N'-Di (p-tolyl) Amino] Phenyl] cyclohexane; Triarylamine derivatives such as N, N, N-tri (p-tolyl) amine and 4,4 ', 4'-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine; Carbazole derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole; Phthalocyanine derivatives such as nonmetal phthalocyanine and copper phthalocyanine; Starburst amine derivatives; Enamnstilbene derivatives; Derivatives of aromatic tertiary amines and styryl amine compounds; And polysilane.

정공 블로킹층은 삼중항 엑시톤 또는 정공이 캐소드(70) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 공지된 정공 저지 재료 중에서 임의로 선택될 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 사용할 수 있다.The hole blocking layer serves to prevent triplet excitons or holes from diffusing toward the cathode 70, and may be selected arbitrarily from known hole blocking materials. For example, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, and the like can be used.

전자수송층(55)은 TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ(하기 화학식 참조), Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP(하기 화학식 참조), 또는 BAlq(하기 화학식 참조)일 수 있다.The electron transporting layer 55 may be formed of a material selected from the group consisting of diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl, tris (8-quinolinolate) aluminum (Alq3), 2,5- diarylsilole derivative (PyPySPyPy), perfluorinated compound PF-6P), COTs (octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ (see the following chemical formula), Bphen (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) (See the following formula), or BAlq (see the following formula).

Figure pat00015
Figure pat00015

전자주입층(53)은 예를 들면, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2, 또는 Liq(리튬 퀴놀레이트)일 수 있다.The electron injection layer 53 may be, for example, LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, BaF 2, or Liq (lithium quinol rate).

캐소드(70)는 애노드(70)에 비해 낮은 일함수를 갖는 도전막으로, 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 인듐, 이트륨, 리튬, 은, 납, 세슘 등의 금속 또는 이들의 2종 이상의 조합을 사용하여 형성할 수 있다.The cathode 70 is a conductive film having a lower work function than the anode 70 and is made of a metal such as aluminum, magnesium, calcium, sodium, potassium, indium, yttrium, lithium, May be formed using a combination of two or more of them.

애노드(10)와 캐소드(70)는 스퍼터링(sputtering)법, 기상증착법 또는 이온빔증착법을 사용하여 형성될 수 있다. 정공주입층(23), 정공수송층(25), 발광층(40), 정공 블로킹층, 전자수송층(55), 및 전자주입층(53)은 서로에 관계없이 증착법 또는 코팅법, 예를 들어 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 잉크젯 프린팅, 노즐젯 프린팅, 닥터 블레이딩법을 이용하거나, 또는 전기영동법을 이용하여 형성될 수 있다. The anode 10 and the cathode 70 may be formed using a sputtering method, a vapor deposition method, or an ion beam deposition method. The hole injecting layer 23, the hole transporting layer 25, the light emitting layer 40, the hole blocking layer, the electron transporting layer 55 and the electron injecting layer 53 are formed by a vapor deposition method or a coating method, , Spin coating, dipping, printing, inkjet printing, nozzle jet printing, doctor blading, or electrophoresis.

특히, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 정공수송층 재료로서 사용될 수 있는데, 본 발명의 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 유기발광다이오드의 정공수송층을 형성하는 방법은 진공 증착 후 중합 또는 가교시키는 방법, 또는 적절한 용매를 이용하여 용액을 제조한 후, 용액 공정을 이용하여 박막을 형성하는 방법이 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 화학식 1의 화합물은 용액 공정을 이용하여 박막을 형성시킬 수 있으며, 상기 용액 공정으로는 스핀 코팅, 잉크젯 코팅, 노즐젯 코팅 등을 사용할 수 있다.In particular, the compound of Formula 1 of the present invention can be used as a hole transport layer material. The method of forming the hole transport layer of the organic light emitting diode using the compound of Formula 1 of the present invention may be a method of polymerizing or crosslinking after vacuum deposition, A solution may be prepared using a suitable solvent, and then a thin film may be formed using a solution process. Preferably, the compound of formula (I) of the present invention may be formed into a thin film by a solution process, and the solution process may be spin coating, ink jet coating, nozzle jet coating, or the like.

기본반응은 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이 방향족 화합물의 친전자성 치환 반응이 이용되며, 이때 촉매로서 브뢴스테드 산 또는 루이스 산을 이용하여 상온 내지 150℃의 온도에서 한 시간내에 반응종결이 가능하다. 반응 종결후 부산물인 물(H2O)과 촉매로 사용된 산이 박막에 잔존할 수 있으나, 추가적인 가열 공정을 통해 제거가 가능하다.The basic reaction utilizes an electrophilic substitution reaction of an aromatic compound as shown in Reaction Scheme 3 below, and the reaction can be terminated within one hour at a temperature of from room temperature to 150 ° C using Bronsted acid or Lewis acid as a catalyst . Water (H 2 O) as a by-product after the reaction is terminated and acid used as a catalyst may remain in the thin film, but can be removed by an additional heating process.

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

Figure pat00016
Figure pat00016

이때, 반응에 사용되는 산은 1가산 또는 2가산 이상의 다가산이며, 폼산, 아세트산, 프로피온산(Propionic acid), 부티르산(Butyric acid), 발레르산(Valeric acid), 옥살산(Oxalic acid), 벤조산(Benzoic acid), 카본산(Carbonic acid), 플루오로아세트산(Fluoroacetic acid), 다이플루오로아세트산(Difluoroacetic acid), 트리플루오로아세트산(Trifluoroacetic acid), 클로로아세트산(Chloroacetic acid), 디클로로아세트산(Dichloroacetic acid), 트리클로로아세트산(Trichloroacetic acid), 이소부티르산(Isobutyric acid) 등의 유기산과 HF, HCl, HBr, HI, 황산 등의 무기산이 사용될 수 있다. 또한, 트리플루오로보란:THF 등의 루이스 산도 사용될 수 있다. 이러한 유기산, 무기산 그리고 루이스산 등은 특별히 제한을 두지는 않지만, 바람직하게는 비점이 200℃ 이하인 산을 사용하는 것이 소자 특성에 양호할 수 있다.At this time, the acid used in the reaction is a monovalent or divalent polyvalent acid, and may be a polyvalent acid such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, oxalic acid, benzoic acid ), Carbonic acid, fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, Organic acids such as trichloroacetic acid and isobutyric acid, and inorganic acids such as HF, HCl, HBr, HI, and sulfuric acid. Lewis acids such as trifluoroborane: THF may also be used. Such organic acids, inorganic acids, Lewis acids and the like are not particularly limited, but it is preferable to use an acid having a boiling point of 200 캜 or less in terms of device characteristics.

유기발광다이오드는 기판(미도시) 상에 배치될 수 있는데, 기판은 애노드(10) 하부에 배치될 수도 있고 또는 캐소드(70) 상부에 배치될 수도 있다. 다시 말해서, 기판 상에 애노드(10)가 캐소드(70)보다 먼저 형성될 수도 있고 또는 캐소드(70)가 애노드(10)보다 먼저 형성될 수도 있다.The organic light emitting diode may be disposed on a substrate (not shown), which may be disposed under the anode 10 or above the cathode 70. In other words, the anode 10 may be formed on the substrate before the cathode 70, or the cathode 70 may be formed before the anode 10.

기판은 평판상의 부재로서 광투과성 기판일 수 있고, 이 경우, 상기 기판은 유리; 세라믹스재료; 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 고분자 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 기판은 광반사가 가능한 금속기판일 수도 있다.The substrate may be a light-transmissive substrate as a flat plate member, in which case the substrate may be glass; Ceramics material; And may be made of a polymer material such as polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polypropylene (PP) However, the present invention is not limited to this, and the substrate may be a metal substrate capable of light reflection.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 합성예 및 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 합성예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 합성예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and examples of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following Synthesis Examples and Experimental Examples are for the purpose of helping understanding the present invention, and the present invention is not limited by the following Synthesis Examples and Experimental Examples.

<< 합성예Synthetic example 1 : 화합물 1의 제조> 1: Preparation of compound 1 &gt;

하기의 방식으로 정공수송 재료인 화합물 1을 제조하였다.Compound 1 as a hole transporting material was prepared in the following manner.

Figure pat00017
Figure pat00017

구체적으로, 질소 분위기 하에서 4-브로모-N,N-다이페닐아닐린(1 당량)을 수분이 제거된 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 -78 ℃로 낮추면서 교반하였다. 다음으로, 1.6 M 뷰틸리튬 용액(1.2 당량)을 -78 ℃에서 천천히 투입하고 2 시간 교반하였다. 9-플루오렌온(1.2 당량)을 무수 테트라하이드로퓨란에 녹인 용액을 -78 ℃에서 천천히 투입하고 2시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 서서히 올린 후 추가적으로 6 시간 동안 교반하였다. 최종적으로 물과 테트라하이드로퓨란 용액을 천천히 투입하여 반응을 종결하였다. 반응 혼합 용액을 메틸렌클로라이드로 추출한 후, 에틸아세테이트/헥산 혼합용매를 전개용매로 하여 컬럼 크로마토그래피 실시하여 정제하였다. 이후, 얻어진 고형분을 승화정제 실시하여 순수한 화합물 1을 얻었다.Specifically, 4-bromo-N, N-diphenyl aniline (1 eq.) Was dissolved in tetrahydrofuran in which water was removed in a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at -78 ° C. Next, 1.6 M butyllithium solution (1.2 equivalents) was slowly added at -78 占 폚 and stirred for 2 hours. A solution of 9-fluorene (1.2 equivalents) in anhydrous tetrahydrofuran was slowly added at -78 ° C and stirred for 2 hours. The reaction solution was gradually warmed to room temperature and stirred for an additional 6 hours. Finally, the reaction was terminated by slow addition of water and tetrahydrofuran solution. The reaction mixture solution was extracted with methylene chloride, and purified by column chromatography using an ethyl acetate / hexane mixed solvent as a developing solvent. Subsequently, the obtained solid component was subjected to sublimation purification to obtain pure Compound 1.

화합물 1 : 수율 71%, 질량분석 (FD) m/z 426 [(M+H)+].Compound 1: Yield 71%, Mass Spectrum (FD) m / z 426 [(M + H) <+> ].

1H NMR : δ 2.51 (s, 1H), δ 6.96 (t, 2H), δ 7.04~7.1 (m, 6H), δ 7.19~7.24 (t, 4H), δ 7.27~7.3(d, 2H), δ 7.38~7.42(d, 2H), δ 7.45~7.5(m, 4H), δ 7.55~7.58(d, 2H) 1 H NMR: δ 2.51 (s , 1H), δ 6.96 (t, 2H), δ 7.04 ~ 7.1 (m, 6H), δ 7.19 ~ 7.24 (t, 4H), δ 7.27 ~ 7.3 (d, 2H), ? 7.38-7.42 (d, 2H),? 7.45-7.5 (m, 4H),? 7.55-7.58 (d, 2H)

<< 합성예Synthetic example 2 : 화합물 9의 제조> 2: Preparation of Compound 9 &gt;

Figure pat00018
Figure pat00018

화합물 9의 합성은 4-브로모-N,N-다이페닐아닐린을 N,N'-비스(4-브로모페닐)-N,N'-다이페닐벤젠-1,4-다이아민(1당량), 1.6 M 뷰틸리튬 용액(2.3 당량) 그리고 9-플루오렌온(2.3 당량)을 사용하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하였다. Synthesis of compound 9 was carried out by reacting 4-bromo-N, N-diphenyl aniline with N, N'-bis (4-bromophenyl) -N, N'-diphenylbenzene- ), 1.6 M butyllithium solution (2.3 equivalents) and 9-fluorenone (2.3 equivalents) were used.

화합물 9 : 수율 65%, 질량분석(FD) m/z 773 [(M+H)+].Compound 9: Yield 65%, Mass Spec (FD) m / z 773 [(M + H) <+> ].

1H NMR: δ 2.56 (s, 2H), δ 6.99~7.04(m, 8H), 7.11~7.16(m, 6H), δ 7.25~7.29(m, 8H), 7.37~7.41(d, 4H), 7.44~7.49(m, 8H), δ 7.55~7.57(d, 4H) 1 H NMR: δ 2.56 (s , 2H), δ 6.99 ~ 7.04 (m, 8H), 7.11 ~ 7.16 (m, 6H), δ 7.25 ~ 7.29 (m, 8H), 7.37 ~ 7.41 (d, 4H), 7.44-7.49 (m, 8H), [delta] 7.55-7.57 (d, 4H)

<합성예 3 : 화합물 13의 제조>&Lt; Synthesis Example 3: Preparation of Compound 13 &gt;

Figure pat00019
Figure pat00019

화합물 13의 합성은 4-브로모-N,N-다이페닐아닐린을 N,N′-비스(3-브로모페닐)-N,N′-다이페닐벤지딘(1당량), 1.6 M 뷰틸리튬 용액(2.3 당량) 그리고 9-플루오렌온(2.3 당량)을 사용하는 것을 제외하고, 합성예 1과 동일하게 진행하였다. Synthesis of compound 13 was carried out in the same manner as in the synthesis of compound 13 except that 4-bromo-N, N-diphenyl aniline was dissolved in N, N'-bis (3-bromophenyl) -N, N'- (2.3 eq.) And 9-fluorenone (2.3 eq.).

화합물 13 : 수율 68%, 질량분석(FD) m/z 849 [(M+H)+].Compound 13: Yield 68%, mass spectroscopy (FD) m / z 849 [(M + H) <+> ].

1H NMR: δ 2.53 (s, 2H), δ 7.02~7.06(m, 4H), δ 7.11~7.17(m, 12H), δ 7.26~7.30(m, 6H), 7.38~7.42(d, 4H), δ 7.44~7.49(m, 12H), δ 7.60~7.64(d, 4H) 1 H NMR: δ 2.53 (s , 2H), δ 7.02 ~ 7.06 (m, 4H), δ 7.11 ~ 7.17 (m, 12H), δ 7.26 ~ 7.30 (m, 6H), 7.38 ~ 7.42 (d, 4H) , [delta] 7.44 to 7.49 (m, 12H), [delta] 7.60 to 7.64 (d, 4H)

<< 제조예Manufacturing example 1: 상기  1: 합성예Synthetic example 1에서 제조된 화합물 1을 사용하여  1 &lt; / RTI &gt; prepared in Example &lt; RTI ID = 정공수송층Hole transport layer 형성> Formation>

하기의 방식으로 정공수송 재료인 화합물 1을 사용하여 용액 공정으로 정공수송층을 형성하였다.A hole transport layer was formed by a solution process using Compound 1 which is a hole transport material in the following manner.

먼저, 기판으로서 ITO glass에 PEDOT:PSS를 스핀코팅한 후 150℃에서 열처리하여 박막을 형성하였다. 다음으로 상기 합성예 1에서 제조된 화합물 1을 톨루엔 용매에 0.5wt%로 녹인 용액을 2000rpm에서 30초 동안 스핀코팅하여 화합물 1 박막을 형성하였다. 이후, 100℃에서 30분간 열처리를 하여 열가교된 박막을 제작하였다.First, PEDOT: PSS was spin-coated on the ITO glass as a substrate, followed by heat treatment at 150 ° C to form a thin film. Next, a solution prepared by dissolving Compound 1 prepared in Synthesis Example 1 in toluene solvent at 0.5 wt% was spin-coated at 2000 rpm for 30 seconds to form a compound 1 thin film. Thereafter, heat treatment was performed at 100 占 폚 for 30 minutes to prepare thermally crosslinked thin films.

상기 화합물 1을 사용하여 제조된 정공수송층 박막이 형성된 유리 기판을 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 상에 정공수송층 박막이 잘 성막되었음을 알 수 있다.2 shows a glass substrate on which a hole transporting layer thin film formed using Compound 1 was formed. As shown in FIG. 2, it can be seen that a thin film of the hole transporting layer is well formed on the glass substrate.

<< 실험예Experimental Example 1:  One: 열가교된Thermally crosslinked 정공수송층Hole transport layer 박막의  Thin-film 유기용매에In an organic solvent 대한 영향 평가> Impact Assessment on>

본 발명에 따른 화학식 1의 화합물로 제조된 정공수송층 박막에 있어서, 유기용매에 대한 영향을 알아보기 위하여, 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to investigate the effect of the compound of formula (1) according to the present invention on the organic solvent, the following experiment was conducted.

도 2의 상기 화합물 1을 사용하여 제조된, 열가교된 정공수송층 박막을 상기 화합물 1을 용해시킨 톨루엔으로 워싱처리하고, 워싱처리 전후에 박막의 두께를 측정하였다.The thermally crosslinked hole transporting layer thin film prepared using the compound 1 of FIG. 2 was subjected to a washing treatment with toluene in which the compound 1 was dissolved, and the thickness of the thin film was measured before and after the washing treatment.

결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1 below.

톨루엔 워싱 이전Transfer of toluene wash 톨루엔 워싱 이후After toluene washing 화합물 1의 박막 두께Thin film thickness of Compound 1 18nm18nm 18nm18nm

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물로 제조된 정공수송층 박막은 열가교 후, 톨루엔 용매로 워싱을 하더라도 두께가 변하지 않았으며, 이는 상기 정공수송층 상부에 용액공정을 이용하여 발광층 등을 적층하더라도, 유기용매에 의해 상기 정공수송층 박막이 용해되지 않으므로, 용액에 의한 층간 섞임 현상을 방지할 수 있음을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물로 정공수송층을 구성하게 되면, 용액공정을 사용하여 정공수송층을 구성할 수 있고, 제조된 정공수송층은 열가교 후, 유기용매에 용해되지 않으므로, 상부에 용액공정을 이용한 발광층을 적층하게 되더라도 층간 섞임이 거의 없어 효과적으로 OLED를 제조할 수 있다.As shown in Table 1, the thickness of the hole transporting layer thin film made of the compound of Formula 1 according to the present invention did not change even after washing with toluene solvent after thermal crosslinking, Transporting layer thin film is not dissolved by an organic solvent even when a light-emitting layer or the like is laminated, it is possible to prevent the phenomenon of intermixing due to the solution. Therefore, when the hole transport layer is formed of the compound of Formula 1 according to the present invention, a hole transport layer can be formed using a solution process, and the produced hole transport layer is not dissolved in an organic solvent after thermal crosslinking, It is possible to effectively produce an OLED because there is little intermixing between layers.

따라서, 현재 진공 증착 방식에 국한되어 있던 OLED 디스플레이 공정 방법을 대신하여, 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 사용시, 시간적, 비용적 측면에서 효과적인 용액공정을 사용하여도 층간 섞임이 거의 없으므로 보다 안정성이 우수한 다층구조의 OLED를 구현할 수 있을 것이다.Therefore, when the compound of Formula 1 according to the present invention is used instead of the OLED display process which is currently limited to the vacuum evaporation method, even when an effective solution process is used in terms of time and cost, An OLED having an excellent multi-layer structure can be realized.

<< 제조예Manufacturing example 2:  2: 유기발광다이오드의Of an organic light emitting diode 제조> Manufacturing>

(ITO/(ITO / PEDOT:PSSPEDOT: PSS /화합물 1// Compound 1 / mCP:Ir(ppy)mCP: Ir (ppy) 33 // TSPO1TSPO1 // TPBiTPBi // LiFLiF /Al)/ Al)

애노드인 ITO(150 nm)가 증착된 유리 기판은 이소프로필 알코올을 용제로 초음파에서 30 분간 세정하였다. 세정한 ITO 기판을 단파장의 자외선을 이용하여 표면처리한 후, PEDOT:PSS 용액을 스핀코팅한 후 150 ℃에서 열처리하여 정공주입층을 형성하였다. 다음으로 상기 합성예 1에서 제조된 화합물 1을 0.5 wt%로 녹인 아세트산과 톨루엔 혼합 용액(용매 부비피 1:1)을 2000 rpm에서 30 초 동안 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성하였다. 이후, 100 ℃에서 30 분간 열처리를 하여 열가교된 정공수송층을 제작하였다.The glass substrate on which the anode ITO (150 nm) was deposited was cleaned with isopropyl alcohol as a solvent for 30 minutes under ultrasonic irradiation. The cleaned ITO substrate was surface-treated with ultraviolet rays of short wavelength, then PEDOT: PSS solution was spin-coated and then heat-treated at 150 ° C to form a hole injection layer. Next, a mixed solution of acetic acid and toluene (solvent ratio: 1: 1) in which the compound 1 prepared in Synthesis Example 1 was dissolved at 0.5 wt% was spin-coated at 2000 rpm for 30 seconds to form a hole transport layer. Thereafter, heat treatment was performed at 100 占 폚 for 30 minutes to prepare a thermally crosslinked hole transporting layer.

이후, 발광층은 mCP(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene)와 트리스[2-페닐피리디나토-C2,N]이리듐(III) (이하 Ir(ppy)3) 각각 발광 호스트 재료와 인광 도펀트 재료로 사용하였다. 발광층 형성은 mCP와 Ir(ppy)3을 무게비로 100 : 10로 정량하여 톨루엔에 용해시킨 후 스핀코팅을 실시하여 25 nm의 발광층을 형성하였다.Then, the light-emitting layer mCP (N, N-dicarbazolyl- 3,5-benzene) and tris [2-phenyl-pyrido Dina sat -C2, N] iridium (III) (or less Ir (ppy) 3), each light-emitting host material and a phosphorescent And used as a dopant material. The light emitting layer was formed by quantifying mCP and Ir (ppy) 3 at a weight ratio of 100: 10, dissolving in toluene, and spin coating to form a 25 nm light emitting layer.

이후 공정은 증착 방법을 사용하였다. 정공이동억제층으로 사용된 TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl)은 1×10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 5 nm를 형성하고 이어서 TPBi(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠)를 동일한 증착 속도로 증착하여 30 nm의 전자수송층을 형성하였다. 이 후, 전자주입재료로서 LiF를 1×10-6 torr의 압력 하에서 0.01 nm/s의 속도로 증착하여 1 nm의 전자주입층을 형성하였다. 그 후, Al을 1×10-6 torr의 압력 하에서 0.5 nm/sec의 속도로 증착하여 120nm의 캐소드를 형성함으로써 유기발광다이오드를 형성하였다. 소자 형성후 CaO 흡습제와 유리 커버 글라스를 이용하여 소자를 밀봉하였다. 결과적으로 소자 구조는 ITO/PEDOT:PSS/화합물 1/mCP:Ir(ppy)3/TSPO1/TPBi/LiF/Al 이었다. Subsequent processes used deposition methods. TSPO1 (diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl), which was used as a hole blocking layer, was deposited at a rate of 0.1 nm / s under a pressure of 1 × 10 -6 torr to form 5 nm, followed by TPBi Tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene) was deposited at the same deposition rate to form an electron transport layer of 30 nm. Thereafter, LiF was deposited as an electron injecting material under a pressure of 1 × 10 -6 torr at a rate of 0.01 nm / s to form a 1 nm electron injecting layer. Thereafter, Al was vapor-deposited at a rate of 0.5 nm / sec under a pressure of 1 × 10 -6 torr to form a cathode of 120 nm to form an organic light-emitting diode. After the device was formed, the device was sealed using a CaO wetting agent and a glass cover glass. As a result, the device structure was ITO / PEDOT: PSS / Compound 1 / mCP: Ir (ppy) 3 / TSPO1 / TPBi / LiF / Al.

제조예 2를 통해 제조된 유기발광다이오드는 4 V의 전압에서 16.8%의 양자효율을 얻었으며, 전류효율과 전력효율은 각각 57.0 cd/A, 44.7 lm/W 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.31, y=0.62로 나타나 우수한 녹색 인광 발광 특성을 보였다. The current efficiency and the power efficiency were 57.0 cd / A and 44.7 lm / W, respectively, and the x, y and z values of the organic light emitting diode prepared in Manufacturing Example 2 were 16.8% at a voltage of 4 V, 0.31 and y = 0.62, respectively.

<< 제조예Manufacturing example 3:  3: 유기발광다이오드의Of an organic light emitting diode 제조> Manufacturing>

(ITO/(ITO / PEDOT:PSSPEDOT: PSS /화합물 9// Compound 9 / mCP:Ir(ppy)mCP: Ir (ppy) 33 // TSPO1TSPO1 // TPBiTPBi // LiFLiF /Al)/ Al)

제조예 3은 제조예 2에서 정공수송층 재료로 사용된 화합물 1을 화합물 9로 사용한 것 이외에 모두 동일하게 소자를 제작하였다.In Production Example 3, a device was manufactured in the same manner except that Compound 1 used as the hole transport layer material in Production Example 2 was used as Compound 9.

제조예 3을 통해 제조된 유기발광다이오드는 4 V의 전압에서 17.8%의 양자효율을 얻었으며, 전류효율과 전력효율은 각각 60.5 cd/A, 47.5 lm/W 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.31, y=0.62로 나타나 우수한 녹색 인광 발광 특성을 보였다.The organic light emitting diode prepared in Example 3 had a quantum efficiency of 17.8% at a voltage of 4 V. The current efficiency and power efficiency were 60.5 cd / A and 47.5 lm / W, respectively, and x = 0.31 and y = 0.62, respectively.

<< 제조예Manufacturing example 4:  4: 유기발광다이오드의Of an organic light emitting diode 제조> Manufacturing>

(ITO/(ITO / PEDOT:PSSPEDOT: PSS /화합물 13// Compound 13 / mCP:Ir(ppy)mCP: Ir (ppy) 33 // TSPO1TSPO1 // TPBiTPBi // LiFLiF /Al)/ Al)

제조예 4는 제조예 2에서 정공수송층 재료로 사용된 화합물 1을 화합물 13으로 사용한 것 이외에 모두 동일하게 소자를 제작하였다. In Production Example 4, a device was manufactured in the same manner as in Production Example 2, except that the compound 1 used as the hole transport layer material was used as the compound 13.

제조예 4를 통해 제조된 유기발광다이오드는 4 V의 전압에서 18.9%의 양자효율을 얻었으며, 전류효율과 전력효율은 각각 58.6 cd/A, 51.1 lm/W 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.26, y=0.64로 나타나 우수한 녹색 인광 발광 특성을 보였다.The current efficiency and power efficiency of the organic light emitting diode fabricated through Production Example 4 were 18.9% at a voltage of 4 V and 58.6 cd / A and 51.1 lm / W, respectively, 0.26, and y = 0.64, respectively.

<< 제조예Manufacturing example 5:  5: 유기발광다이오드의Of an organic light emitting diode 제조> Manufacturing>

(ITO/(ITO / PEDOT:PSSPEDOT: PSS // 화합물1:화합물Compound 1: Compound 13/ 13 / mCP:Ir(ppy)mCP: Ir (ppy) 33 // TSPO1TSPO1 // TPBiTPBi // LiFLiF /Al)/ Al)

제조예 5는 정공수송층 재료로 화합물 1과 화합물 13을 무게비로 1:1 비율로 사용하였으며, 이외의 전후 공정은 제조예 2와 모두 동일하게 소자를 제작하였다. In Production Example 5, the compound 1 and the compound 13 were used in a weight ratio of 1: 1 as the hole transport layer material. In the other front and back processes, the device was manufactured in the same manner as in Production Example 2.

제조예 5를 통해 제조된 유기발광다이오드는 4 V의 전압에서 22.5%의 양자효율을 얻었으며, 전류효율과 전력효율은 각각 71.8 cd/A, 62.3 lm/W 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.30, y=0.63로 나타나 우수한 녹색 인광 발광 특성을 보였다. 따라서 본 발명의 화합물을 혼합하여 사용할 경우, 보다 우수한 소자 특성을 보일 수도 있다.The organic light emitting diode prepared in Example 5 had a quantum efficiency of 22.5% at a voltage of 4 V. The current efficiency and the power efficiency were 71.8 cd / A and 62.3 lm / W, respectively, and x = 0.30 and y = 0.63, respectively. Therefore, when the compound of the present invention is mixed and used, better device characteristics may be exhibited.

<< 비교예Comparative Example 1: 종래  1: Conventional 유기발광다이오드의Of an organic light emitting diode 제조> Manufacturing>

비교예 1은 제조예 2에서 정공수송층 재료로 사용된 화합물 1을 폴리비닐카바졸(분자량 100만)로 사용한 것 이외에 모두 동일하게 소자를 제작하였다. In Comparative Example 1, devices were manufactured in the same manner as in Production Example 2 except that the compound 1 used as the hole transport layer material was used as polyvinylcarbazole (molecular weight: 1,000,000).

비교예 1을 통해 제조된 유기발광다이오드는 4 V의 전압에서 13.2%의 양자효율을 얻었으며, 전류효율과 전력효율은 각각 40.5 cd/A, 34.8 lm/W 그리고 CIE 1931 색좌표를 기준으로 x=0.27, y=0.64로 나타났다.The organic light emitting diode prepared in Comparative Example 1 had a quantum efficiency of 13.2% at a voltage of 4 V. The current efficiency and the power efficiency were 40.5 cd / A and 34.8 lm / W, respectively, and x = 0.27 and y = 0.64, respectively.

이하, 제조예와 비교예에서 제조된 유기발광다이오드의 특성을 하기 표 2에 정리하여 나타내었다.The characteristics of the organic light emitting diodes manufactured in Production Examples and Comparative Examples are summarized in Table 2 below.

양자효율(4V)(%)Quantum efficiency (4V) (%) 전류효율(cd/A)Current efficiency (cd / A) 전력효율(lm/W)Power Efficiency (lm / W) CIE 1931 색좌표CIE 1931 color coordinates 제조예 2Production Example 2 16.816.8 57.057.0 44.744.7 (0.31, 0.62)(0.31, 0.62) 제조예 3Production Example 3 17.817.8 60.560.5 47.547.5 (0.31, 0.62)(0.31, 0.62) 제조예 4Production Example 4 18.918.9 58.658.6 51.151.1 (0.26, 0.64)(0.26, 0.64) 제조예 5Production Example 5 22.522.5 71.871.8 62.362.3 (0.30, 0.63)(0.30, 0.63) 비교예 1Comparative Example 1 13.213.2 40.540.5 34.834.8 (0.27, 0.64)(0.27, 0.64)

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질로 제조된 정공수송층을 포함하는 유기발광다이오드는 종래 정공 전달 물질로 제조된 유기발광다이오드에 비하여 양자효율, 전류효율 및 전력 효율이 향상된 효과를 나타내므로, 유기발광다이오드에 유용하게 사용될 수 있다.As shown in Table 2, the organic light emitting diode including the hole transporting layer made of the novel single molecule thermally polymerizable hole transporting material of the present invention is superior to the organic light emitting diode made of the conventional hole transporting material in terms of quantum efficiency, And the efficiency is improved, so that it can be usefully used in organic light emitting diodes.

10 : 애노드
20 : 정공전도층
23 : 정공주입층
25 : 정공수송층
40 : 발광층
50 : 전자전도층
53 : 전자주입층
55 : 전자전달층
70 : 캐소드
10: anode
20: hole conduction layer
23: Hole injection layer
25: hole transport layer
40: light emitting layer
50: electron conductive layer
53: electron injection layer
55: electron transport layer
70: cathode

Claims (14)

하기 화학식 1로 표시되는, 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
[화학식 1]
Figure pat00020

(상기 화학식 1에서,
Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3-C30의 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C9의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
m과 n은 각각 1~5이다)
A novel single molecule thermopolymerizable hole transport material represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
Figure pat00020

(In the formula 1,
Ar 1 to Ar 3 independently represent a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 aryl, heteroaryl, arylalkyl or alkylaryl group,
R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 9 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 30 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,
m and n are each 1 to 5)
제1항에 있어서,
상기 Ar1 내지 Ar3은 서로 독립적으로 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
m과 n은 각각 1~5인 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
The method according to claim 1,
Ar 1 to Ar 3 independently represent a non-fused ring aromatic substituent consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,
R 1 and R 2 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,
and m and n are each 1 to 5. 2. The hole-transporting material according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 열중합형 정공 전달 물질은 하기 화합물 1~70 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
Figure pat00021

Figure pat00022

Figure pat00023

Figure pat00024

The method according to claim 1,
Wherein the heat-polymerizable hole-transporting material is selected from the following compounds 1-70.
Figure pat00021

Figure pat00022

Figure pat00023

Figure pat00024

제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 분자 내에 아릴아민 단위와 3차 알코올 단위가 적어도 1단위씩 각각 존재하고, 상기 아릴아민의 벤젠기의 오르쏘 또는 파라 위치에 반응성 수소가 있고, 3차 알코올 단위는 sp3 탄소 또는 실리콘에 3개의 알킬 또는 아릴기가 연결된 형태인 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
The method according to claim 1,
Wherein the compound of Formula 1 has at least one arylamine unit and at least one tertiary alcohol unit in the molecule, reactive hydrogen is present at the ortho or para position of the benzene group of the arylamine, and the tertiary alcohol unit is a sp3 carbon Or a structure in which three alkyl or aryl groups are bonded to silicon.
제4항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 분자 내에 아릴아민의 반응성 수소의 개수가 3차 알코올 단위의 OH기의 개수보다 같거나 많은 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
5. The method of claim 4,
Wherein the number of reactive hydrogen atoms of the arylamine in the molecule is equal to or greater than the number of OH groups in the tertiary alcohol unit.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 분자량이 2000 이하인 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질.
The method according to claim 1,
Wherein the compound of Formula 1 has a molecular weight of 2000 or less.
하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이,
유기용매 내에서 화학식 2의 알릴아민 화합물 내의 할로겐 작용기를 알킬 리튬 또는 마그네슘과 반응시켜 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약을 제조하는 단계(단계 1); 및
상기 알릴아민이 포함된 화학식 3의 유기 금속 시약에, 분자내 1개 이상의 카보닐 작용기를 가지는 화학식 4의 화합물을 반응시킨 후, 수소 공급 가능 시약을 첨가하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1의 화합물을 제조하는 단계(단계 2)를 포함하는 제1항의 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법.
[반응식 1]
Figure pat00025

(상기 반응식 1에서, Ar1 내지 Ar3, R1 및 R2, n 및 m은 제1항의 화학식 1에서 정의된 바와 같다.)
As shown in Scheme 1 below,
Reacting a halogen functional group in an allyl amine compound of formula (2) with an alkyl lithium or magnesium in an organic solvent to prepare an organometallic reagent of formula (3) containing allylamine (step 1); And
The compound of Chemical Formula 4 having at least one carbonyl functional group in the molecule is reacted with the organometallic reagent of Formula 3 containing the allylamine and then a hydrogen-supplying reagent is added to form a tertiary alcohol, (Step 2) of preparing the novel single-molecule heat-polymerizable hole-transporting material.
[Reaction Scheme 1]
Figure pat00025

(In the above Reaction Scheme 1, Ar 1 to Ar 3 , R 1 and R 2 , n and m are as defined in Chemical Formula 1 of the above-mentioned 1)
하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이,
유기용매 내에서 분자내에 1개 이상의 카보닐 작용기와 아릴아민을 동시에 가지는 화학식 5의 중간체에, 방향족 리튬 또는 방향족 그리냐드 시약 및 수소 공급 가능 시약으로 처리하여 3차 알코올을 형성함으로써 화학식 1a의 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 제1항의 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법.
[반응식 2]
Figure pat00026

(상기 반응식 2에서,
상기 Ar 및 Ar4 내지 Ar6은 벤젠, 피리딘, 피롤, 퓨란 및 싸이오펜으로 이루어지는 비융합고리형 방향족 치환기; 헤테로 비융합고리형 방향족 치환기; 나프탈렌, 안트라센, 트라이페닐렌, 파이렌 및 페릴렌으로 이루어지는 융합고리 방향족 치환기; 및 카바졸, 플루오렌, 다이벤조퓨란, 다이벤조싸이오펜 및 스파이로플루오렌으로 이루어지는 다이벤조형 융합고리 치환기 중에서 선택되고,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1-C4의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C12의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C12의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C12의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민, 치환 또는 비치환된 융합된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 포스핀 또는 포스핀 옥사이드기, 치환 또는 비치환된 싸이올기, 치환 또는 비치환된 설폭사이드 및 설폰기로 이루어지는 군으로부터 선택되고,
m과 n은 각각 1~5이고,
화학식 1a는 제1항의 화학식 1에 포함된다.)
As shown in Scheme 2 below,
The compound of formula (I) is prepared by treating a intermediate of formula (5) having at least one carbonyl functionality and an arylamine in the molecule simultaneously in an organic solvent with an aromatic lithium or aromatic Grignard reagent and a hydrogen-providing reagent to form a tertiary alcohol, The method for producing a novel single-molecule heat-polymerizable hole-transporting material according to claim 1, comprising the steps of:
[Reaction Scheme 2]
Figure pat00026

(In the above Reaction Scheme 2,
Ar and Ar 4 to Ar 6 are non-fused ring aromatic substituents consisting of benzene, pyridine, pyrrole, furan and thiophene; Hetero-fused-ring aromatic substituents; A fused ring aromatic substituent consisting of naphthalene, anthracene, triphenylene, pyrene and perylene; And dibenzoyl fused ring substituents consisting of carbazole, fluorene, dibenzofuran, dibenzothiophene and spirofluorene,
R 3 and R 4 independently represent a substituted or unsubstituted C 1 -C 4 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 5 -C 12 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 aryl group, A substituted or unsubstituted C 6 -C 12 alkylaryl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 12 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 12 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted aryl Substituted or unsubstituted arylamine, a substituted or unsubstituted fused arylamine group, a substituted or unsubstituted phosphine or phosphine oxide group, a substituted or unsubstituted thiol group, a substituted or unsubstituted sulfoxide group And a sulfone group,
m and n are each 1 to 5,
Formula (Ia) is included in Formula (1) of Claim 1.
제7항 또는 제8항에 있어서,
제조된 단일분자 열중합형 정공 전달 물질은 컬럼, 재결정 및 최종적으로 승화정제를 거쳐 고순도 정제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질의 제조방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the produced single molecule thermally polymerizable hole transport material further comprises high purity purification through a column, recrystallization, and finally sublimation purification.
제1항의 신규 단일분자 열중합형 정공 전달 물질을 포함하는 정공수송층을 포함하는 유기발광다이오드.
An organic light emitting diode comprising a hole transport layer comprising the novel single molecule thermopolymerizable hole transport material of claim 1.
제10항에 있어서, 상기 정공수송층은 용액 공정을 통해 성막한 후 열가교를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
The organic light emitting diode according to claim 10, wherein the hole transport layer is formed through a solution process and then thermally crosslinked.
제11항에 있어서, 상기 용액 공정은 스핀 코팅, 잉크젯 코팅 및 노즐젯 코팅으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
12. The organic light emitting diode according to claim 11, wherein the solution process is selected from the group consisting of spin coating, ink jet coating and nozzle jet coating.
제11항에 있어서, 상기 열가교는 50~150℃의 저온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
The organic light emitting diode according to claim 11, wherein the thermal crosslinking is performed at a low temperature of 50 to 150 占 폚.
제11항에 있어서, 상기 정공수송층은 열가교 후, 용매에 계면이 녹지 않는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The organic light emitting diode according to claim 11, wherein the hole transport layer does not dissolve the interface in the solvent after thermal crosslinking.
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