KR20200101279A - 유기 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20200101279A
KR20200101279A KR1020200006708A KR20200006708A KR20200101279A KR 20200101279 A KR20200101279 A KR 20200101279A KR 1020200006708 A KR1020200006708 A KR 1020200006708A KR 20200006708 A KR20200006708 A KR 20200006708A KR 20200101279 A KR20200101279 A KR 20200101279A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
group
compound
formula
Prior art date
Application number
KR1020200006708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102380195B1 (ko
Inventor
한미연
홍성길
윤준
이성재
윤주용
이용한
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20200101279A publication Critical patent/KR20200101279A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102380195B1 publication Critical patent/KR102380195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L51/008—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • H01L51/0052—
    • H01L51/5012—
    • H01L51/5048—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 색 순도가 개선되고, 발광 효율 및 수명 특성이 우수한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting device}
본 발명은 색 순도가 개선되고, 발광 효율 및 수명특성이 우수한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답 시간을 가지며, 휘도, 구동 전압 및 응답 속도 특성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 유기물 층을 포함하는 구조를 가진다. 상기 유기물 층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기와 같은 유기 발광 소자에서, 구동 전압, 효율 및 수명이 개선된 유기 발광 소자의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한국특허 공개번호 제10-2000-0051826호
본 발명은 색 순도가 개선되고, 발광 효율 및 수명 특성이 우수한 유기 발광 소자에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기의 유기 발광 소자를 제공한다:
양극; 정공주입영역; 발광층; 및 음극을 포함하고,
상기 정공주입영역은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는,
유기 발광 소자:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐이고,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
Y1 및 Y2는 각각 인접한 고리와 융합된 고리로, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로방향족 고리이고,
Z는 각각 수소이거나, 서로 결합하여 단일결합; O; C(CH3)2; CH(페닐); 또는 N(페닐)을 형성하고,
R3 및 R4은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 트리알킬실릴; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R7은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
a 및 b는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다.
상술한 유기 발광 소자는, 색 순도 및 효율 그리고 수명 특성이 우수하다.
도 1은, 기판(1), 양극(2), 정공주입영역(3), 발광층(4) 및 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공주입층(6), 정공수송층(7), 발광층(4), 전자수송층(8), 전자주입층(9) 및 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(1), 양극(2), 정공주입층(6), 정공수송층(7), 발광층(4), 전자조절층(10), 전자수송층(8), 전자주입층(9) 및 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서,
Figure pat00003
또는
Figure pat00004
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 카보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00007
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 사이클로펜틸메틸, 사이클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알케닐기의 탄소수는 2 내지 6이다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 사이클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 사이클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 3-메틸사이클로펜틸, 2,3-디메틸사이클로펜틸, 사이클로헥실, 3-메틸사이클로헥실, 4-메틸사이클로헥실, 2,3-디메틸사이클로헥실, 3,4,5-트리메틸사이클로헥실, 4-tert-부틸사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 20이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다. 상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00008
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종 원소로 O, N, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 아르알케닐기, 알킬아릴기, 아릴아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아르알킬기, 알킬아릴기, 알킬아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민 중 헤테로아릴은 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 아르알케닐기 중 알케닐기는 전술한 알케닐기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌은 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 탄화수소 고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 아릴기 또는 사이클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 1가기가 아니고, 2개의 치환기가 결합하여 형성한 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
이하, 각 구성 별로 본 발명을 상세히 설명한다.
양극 및 음극
본 발명에서 사용되는 양극 및 음극은, 유기 발광 소자에서 사용되는 전극을 의미한다.
상기 양극 물질로는 통상 유기물 층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 상기 양극 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 상기 음극 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
정공주입영역
본 발명에 따른 정공주입영역은 후술할 정공주입층과 정공수송층을 포함한다.
(정공주입층)
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 양극과 후술할 정공수송층 사이에 정공주입층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 정공 주입 물질로는 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 양극에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물 층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공 주입 물질로 포함할 수 있다.
바람직하게는, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노; 또는 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴일 수 있고,
보다 바람직하게는, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노; 1개의 시아노로 치환된 페닐; 2개의 시아노로 치환된 페닐; 1개의 시아노와 1개의 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 2개의 시아노와 1개의 플루오로로 치환된 페닐; 1개의 시아노와 1개의 트리플루오로메톡시로 치환된 페닐; 또는 1개의 시아노와 4개의 플루오로로 치환된 페닐일 수 있고,
보다 바람직하게는, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노이거나, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00009
더욱 바람직하게는, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노; 1개의 시아노로 치환된 페닐; 2개의 시아노로 치환된 페닐; 1개의 시아노와 1개의 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 또는 2개의 시아노와 1개의 플루오로로 치환된 페닐일 수 있고,
가장 바람직하게는, X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노이거나, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00010
바람직하게는, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 할로겐; 시아노; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-20 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-20 할로알킬; 또는 치환 또는 비치환된 C1-20 할로알콕시일 수 있고,
보다 바람직하게는, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 시아노; 플루오로; 트리플루오로메틸; 또는 트리플루오로메톡시일 수 있다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00011
보다 바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00012
바람직하게는, X1 및 X3는 서로 동일할 수 있다.
바람직하게는, X2 및 X4는 서로 동일할 수 있다.
바람직하게는, R1 및 R2는 서로 동일할 수 있다.
바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 서로 동일할 수 있다.
보다 바람직하게는, X1과 X3는 동일하고, X2와 X4는 동일하고, R1과 R2는 동일하고, Ar1과 Ar2는 동일할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 일례로 X1과 X3가 동일하고, X2와 X4가 동일하고, R1과 R2가 동일하고, Ar1과 Ar2가 동일한 경우, 반응식 1과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있으며, 그 외 나머지 화합물도 유사하게 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00018
상기 반응식 1에서, X1 내지 X4, R1, R2, Ar1 및 Ar2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 할로겐이고, 바람직하게는 Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 클로로 또는 브로모이다.
상기 반응식 1에서, 사용되는 반응기, 촉매, 용매 등은 목적하는 생성물에 적합하게 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
(정공수송층)
본 발명에서 사용되는 정공수송층은 양극 또는 양극 상에 형성된 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다.
정공 수송 물질의 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
발광층
본 발명에서 사용되는 발광층은, 양극과 음극으로부터 전달받은 정공과 전자를 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 층으로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다.
호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 도펀트로 포함할 수있다.
바람직하게는, Y1 및 Y2는 각각 인접한 고리와 융합된 고리로, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-20 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로방향족 고리일 수 있고, Z는 각각 수소이거나, 서로 결합하여 단일결합; O; C(CH3)2; CH(페닐); 또는 N(페닐)을 형성할 수 있고,
보다 바람직하게는, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 또는 9-페닐-9H-카바졸일 수 있고, Z는 각각 수소이거나, 서로 결합하여 단일결합; O; C(CH3)2; CH(페닐); 또는 N(페닐)을 형성할 수 있다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-9 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
[화학식 2-1]
Figure pat00019
[화학식 2-2]
Figure pat00020
[화학식 2-3]
Figure pat00021
[화학식 2-4]
Figure pat00022
[화학식 2-5]
Figure pat00023
[화학식 2-6]
Figure pat00024
[화학식 2-7]
Figure pat00025
[화학식 2-8]
Figure pat00026
[화학식 2-9]
Figure pat00027
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-9에서,
R3, R4, R5, R6, R7 및 Z에 대한 설명은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
바람직하게는, R3 및 R4은 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 C1-20 알킬; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로아릴일 수 있고,
보다 바람직하게는, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트뷰틸, 페닐, 비페닐릴, 디벤조퓨라닐, 1개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 2개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 또는 1개의 트리메틸실릴로 치환된 페닐일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 R5는 융합고리 Y1의 치환기이고, 상기 R6는 융합고리 Y2의 치환기이다.
바람직하게는, R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소; 아미노; 트리알킬실릴; 치환 또는 비치환된 C1-20 알킬; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로아릴일 수 있고,
보다 바람직하게는, R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 비페닐릴, 터트뷰틸, 트리메틸실릴, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00028
바람직하게는, R7은 수소; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-20 알킬; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로아릴일 수 있고,
보다 바람직하게는, R7은 수소, 메틸, 터트뷰틸, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다:
Figure pat00029
바람직하게는, a 및 b는 각각 독립적으로, 0 또는 1일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 일례로 하기 반응식 2와 같은 제조 방법으로 제조할 수 있으며, 그 외 나머지 화합물도 유사하게 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00036
상기 반응식 2에서, Y1 및 Y2, Z, R3 내지 R7, a 및 b는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같으며, Z3 내지 Z6는 각각 독립적으로 할로겐이고, 바람직하게는 Z3 내지 Z6는 각각 독립적으로 클로로 또는 브로모이고, 보다 바람직하게는, Z3는 클로로이고, Z4 내지 Z6는 각각 브로모다.
상기 반응식 2에서, 사용되는 반응기, 촉매, 용매 등은 목적하는 생성물에 적합하게 변경이 가능하다. 상기 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
바람직하게는, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 호스트 물질로 포함할 수 있다:
[화학식 3]
Figure pat00037
상기 화학식 3에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
R8은 수소; 중수소; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
c는 0 내지 8인 정수이다.
바람직하게는, L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-20 헤테로아릴렌일 수 있고,
보다 바람직하게는, L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 비페닐릴렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 또는 디벤조퓨라닐렌일 수 있다.
바람직하게는, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-20 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-20 헤테로아릴일 수 있고,
보다 바람직하게는, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난트레닐, 디벤조퓨라닐, 1개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 1개의 트리메틸실릴로 치환된 페닐, 7개의 중수소로 치환된 나프틸, 또는 7개의 중수소로 치환된 디벤조퓨라닐일 수 있다.
바람직하게는, R8은 수소 또는 중수소일 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다:
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 일례로 하기 반응식 3과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있으며, 그 외 나머지 화합물도 유사하게 제조할 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00045
상기 반응식 3에서, L1, L2, Ar3, Ar4, R8 및 c는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 같으며, Z7은 할로겐이고, 바람직하게는 Z7은 클로로 또는 브로모이다.
상기 반응식 3은 스즈키 커플링 반응으로서, 팔라듐 촉매와 염기 존재 하에 수행하는 것이 바람직하며, 스즈키 커플링 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 또한, 화학식 3으로 표시되는 화합물이 탄소가 모두 중수소로 치환된 화합물인 경우 상기 반응식 3의 제조 단계 이후 AlCl3/C6D6 및 D2O를 이용한 중수소화 반응을 진행하여 제조할 수 있다. 중수소화 반응을 위한 반응기는 당업계에 알려진 바에 따라 변경이 가능하다. 상술한 제조 방법은 후술할 제조예에서 보다 구체화될 수 있다.
전자수송층
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 상기 발광층과 음극 사이에 전자수송층을 포함할 수 있다.
상기 전자수송층은, 음극 또는 음극 상에 형성된 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하고, 또한 발광층에서 정공이 전달되는 것을 억제하는 층으로, 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다.
상기 전자 수송 물질의 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.
전자주입층
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상기 전자수송층과 음극 사이에 전자주입층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 음극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다.
상기 전자주입층으로 사용될 수 있는 물질의 구체적인 예로는, 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 질소 함유 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
유기 발광 소자
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 구조를 도 1에 예시하였다. 도 1은, 기판(1), 양극(2), 정공주입영역(3), 발광층(4) 및 음극(5)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 상술한 구성을 순차적으로 적층시켜 제조할 수 있다. 이때, 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 상술한 각 층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시켜 제조할 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다. 또한, 발광층은 호스트 및 도펀트를 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다(WO 2003/012890). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
제조예 1-1
Figure pat00046
질소 기류 하에서 2,5-dibromocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione(15.0 g, 56.4 mmol), (4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid(23.6 g, 124.1 mmol), 테트라키스 (트리페닐포스핀)팔라듐(0)(6.53 g, 5.65 mmol), 탄산칼륨(68.6 g, 496.5 mmol)을 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)(650 ml)와 물(200 ml)의 혼합용액에 넣고, 80℃에서 4 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 물과 에틸 아세테이트를 이용하여, 추출한 후, 농축하고, 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)와 n-헥산을 이용하여 컬럼분리하였다. 이후, 메틸렌 클로라이드와 석유에테르를 이용하여 침전액을 만든 후, 여과하여 화합물 1-1-A(8.60 g, 21.7 mmol)를 얻었다.
MS[M+H]+ = 397
Figure pat00047
질소 기류 하에서 화합물 1-1-A(8.60 g, 21.7 mmol), malononitrile(14.4 g, 217.0 mmol)를 메틸렌 클로라이드(1100 ml)에 넣고, 0℃로 냉각시킨다. 이후, 티타늄 클로라이드(23.8 ml, 217.0 mmol)와 피리딘(35.0 ml, 434.1 mmol)을 순서대로 천천히 넣은 후, 60 ℃에서 24 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 물과 메틸렌 클로라이드를 이용하여, 추출한 후, 농축하고, 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-헥산을 이용하여 컬럼분리하였다. 이후, 메틸렌 클로라이드와 석유에테르를 이용하여 침전액을 만든 후, 여과하여 화합물 1-1(1.9 g, 3.85 mmol)을 얻었다.
MS[M+H]+ = 493
제조예 1-2
Figure pat00048
(4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid 대신 (4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-2-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 455
Figure pat00049
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-2-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-2를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 551
제조예 1-3
Figure pat00050
(4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid 대신 (3,5-dicyanophenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-3-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 361
Figure pat00051
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-3-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-3을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 457
제조예 1-4
Figure pat00052
2,5-dibromocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione 대신 2,5-dibromo-3,6-difluorocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione를 사용하고 (4-(trifluoromethyl) phenyl)boronic acid 대신 (3,4-dicyanophenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-4-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 397
Figure pat00053
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-4-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-4를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 493
제조예 1-5
Figure pat00054
(3,4-dicyanophenyl)boronic acid 대신 (3,5-dicyano-2,4,6-trifluorophenyl) boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-5-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 504
Figure pat00055
화합물 1-4-A 대신 화합물 1-5-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-5를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 601
제조예 1-6
Figure pat00056
2,5-dibromocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione 대신 2,5-dibromo-3,6-dioxocyclohexa-1,4-diene-1,4-dicarbonitrile를 사용하고 (4-(trifluoromethyl) phenyl)boronic acid 대신 (4-(trifluoromethoxy)phenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-6-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 479
Figure pat00057
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-6-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-6을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 575
제조예 1-7
Figure pat00058
(3,4-dicyanophenyl)boronic acid 대신 (4-cyano-3-(trifluoromethyl) phenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-7-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 483
Figure pat00059
화합물 1-4-A 대신 화합물 1-7-A를 사용하고 malononitrile 대신 4-(cyanomethyl)benzonitrile을 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-7을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 731
제조예 1-8
Figure pat00060
(4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid 대신 (3-cyano-4,5-difluorophenyl) boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-8-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 383
Figure pat00061
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-8-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-8을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 479
제조예 1-9
Figure pat00062
(4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid 대신 (6-cyanopyridin-3-yl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-9-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 313
Figure pat00063
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-9-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-9를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 409
제조예 1-10
Figure pat00064
(3,4-dicyanophenyl)boronic acid 대신 (4-cyano-3-fluoro-5-(trifluoromethoxy)phenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-10-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 551
Figure pat00065
화합물 1-4-A 대신 화합물 1-10-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-4의 화합물 1-4의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-10을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 649
제조예 1-11
Figure pat00066
(4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid 대신 (4,5-dicyano-2-fluorophenyl)boronic acid를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-11-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 397
Figure pat00067
화합물 1-1-A 대신 화합물 1-11-A를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1-1의 화합물 1-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 1-11을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 493
제조예 2-1
Figure pat00068
질소 분위기 하, N-메틸아닐린(30.0g), 1-브로모-2,3-디클로로벤젠(63g), Pd(t-Bu3P)2 (0.29g), NaOtBu(53.8) 및 자일렌(Xylene)(500 ml)이 들어간 플라스크를 80 ℃에서 4 시간 가열 교반한 후, 120 ℃까지 승온(昇溫)하고 3 시간 더 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개액: 톨루엔/헵탄=1/20(용량비))로 정제하여, 화합물 2-1-A(64.0g)을 얻었다.
MS[M+H]+ = 252
Figure pat00069
질소 분위기 하, 화합물 2-1-A(20.0g), N-메틸아닐린(8.5g), Pd(t-Bu3P)2(0.08g), NaOtBu(15.2g) 및 자일렌(Xylene)이 들어간 플라스크를 120 ℃에서 1 시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(전개액: 가열한 톨루엔)으로 정제하고, 또한 헵탄/아세트산 에틸=1(용량비) 혼합 용매로 세정함으로써, 화합물 2-1-B(23.2g)를 얻었다.
MS[M+H]+ = 323
Figure pat00070
화합물 2-1-B(25.0g) 및 tert-부틸벤젠(130 ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기 하, -30 ℃에서, 1.6 M의 tert-부틸리튬펜탄 용액(48.4 ml)을 가하였다. 적하(適下) 종료 후, 60 ℃까지 승온하고 1 시간 교반한 후, tert-부틸벤젠보다 저비점(沸点)의 성분을 감압 하에서 증류 제거했다. -30 ℃까지 냉각하고 3브롬화 붕소(10.6 ml)를 가하고, 실온까지 승온하고 0.5 시간 교반하였다. 그 후, 다시 0 ℃까지 냉각하고 N,N-디이소프로필에틸아민(12.8 ml)을 가하고, 발열이 식을 때까지 실온에서 교반한 후, 120 ℃까지 승온하고 2 시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 빙욕으로 차게 한 아세트산 나트륨 수용액, 이어서 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(전개액: 가열한 클로로벤젠)으로 정제하였다. 환류(還流)한 헵탄 및 환류한 아세트산 에틸로 세정한 후, 또한 클로로벤젠으로부터 재침전시킴으로써, 화합물2-1(16.3g)을 얻었다.
MS[M+H]+ = 297
제조예 2-2
Figure pat00071
질소 분위기 하, 디페닐아민(37.5g), 1-브로모-2,3-디클로로벤젠(50.0g), Pd(t-Bu3P)2(0.58g), NaOtBu(32.0g) 및 자일렌(Xylene)(500 ml)이 들어간 플라스크를 80 ℃에서 4 시간 가열 교반한 후, 120 ℃까지 승온(昇溫)하고 3 시간 더 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(전개액: 톨루엔/헵탄= 1/20(용량비))로 정제하여, 화합물 2-2-A(63.0g)를 얻었다.
MS[M+H]+ = 314
Figure pat00072
질소 분위기 하, 화합물 2-2-A(16.2g), 디([1,1'-비페닐]-4-일)아민(15.0g), Pd(t-Bu3P)2(0.22g), NaOtBu(6.7g) 및 자일렌(Xylene)(150 ml)이 들어간 플라스크를 120 ℃에서 1 시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 물 및 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(전개액: 가열한 톨루엔)으로 정제하고, 또한 헵탄/아세트산 에틸=1(용량비) 혼합 용매로 세정함으로써, 화합물 2-2-B(22.0g)를 얻었다.
MS[M+H]+ = 599
Figure pat00073
화합물 2-2-B(22.0g) 및 tert-부틸벤젠(130 ml)이 들어간 플라스크에, 질소 분위기 하, -30 ℃에서, 1.6 M의 tert-부틸리튬펜탄 용액(48.4 ml)을 가하였다. 적하(適下) 종료 후, 60 ℃까지 승온하고 1 시간 교반한 후, tert-부틸벤젠보다 저비점(沸点)의 성분을 감압 하에서 증류 제거했다. -30 ℃까지 냉각하고 3브롬화 붕소(6.2 ml)를 가하고, 실온까지 승온하고 0.5 시간 교반하였다. 그 후, 다시 0 ℃까지 냉각하고 N,N-디이소프로필에틸아민(12.8 ml)을 가하고, 발열이 식을 때까지 실온에서 교반한 후, 120 ℃까지 승온하고 2 시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 빙욕으로 차게 한 아세트산 나트륨 수용액, 이어서 아세트산 에틸을 가하여 분액했다. 이어서, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(전개액: 가열한 클로로벤젠)으로 정제하였다. 환류(還流)한 헵탄 및 환류한 아세트산 에틸로 세정한 후, 또한 클로로벤젠으로부터 재침전시킴으로써, 화합물 2-2(11.2g)를 얻었다.
MS[M+H]+ = 573
제조예 2-3
Figure pat00074
N-메틸아닐린 대신 디([1,1'-비페닐]-3-일)아민을 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1-A와 같은 방법으로 화합물 2-3-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 466
Figure pat00075
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-3-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 N1,N1,N3-트리페닐벤젠-1,3-디아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-3-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 614
Figure pat00076
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-3-B을 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-3을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 740
제조예 2-4
Figure pat00077
1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 1-브로모-2,3-디클로로-5-메틸벤젠을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 3,5-디-tert-부틸-N-(3-(tert-부틸)페닐)아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-4-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 496
Figure pat00078
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-4-A을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-4-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 741
Figure pat00079
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-4-B을 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-4를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 715
제조예 2-5
Figure pat00080
N-메틸아닐린 대신 N,9-디페닐-9H-카바졸-2-아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-5-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 479
Figure pat00081
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-5-A을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 N1,N1,N3-트리페닐벤젠-1,3-디아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-5-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 779
Figure pat00082
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-5-B를 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-5를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 753
제조예 2-6
Figure pat00083
N-메틸아닐린 대신 N-페닐나프탈렌-2-아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-6-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 364
Figure pat00084
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-6-A을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 디페닐아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-6-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 497
Figure pat00085
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-6-B를 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-6을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 471
제조예 2-7
Figure pat00086
1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 9-(3-브로모-4,5-디클로로페닐)-9H-카바졸을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 3-(tert-부틸)-N-(4-(tert-부틸)페닐)아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-7-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 591
Figure pat00087
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-7-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 비스(4-(tert-부틸)페닐)아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-7-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 836
Figure pat00088
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-7-B를 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-7을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 810
제조예 2-8
Figure pat00089
1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3-브로모-4,5-디클로로-N,N-디페닐아닐린을 사용하고, N-메틸아닐린 대신 3-(tert-부틸)-N-(4-(tert-부틸)페닐)아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-8-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 593
Figure pat00090
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-8-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 3-(tert-부틸)-N-(4-(tert-부틸)페닐)아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-8-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 838
Figure pat00091
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-8-B를 사용한 것을 제외하고, 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-8을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 812
제조예 2-9
Figure pat00092
N-메틸아닐린 대신 N-페닐디벤조[b,d]퓨란-3-아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-9-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 404
Figure pat00093
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-9-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 N-페닐디벤조[b,d]퓨란-3-아민을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-9-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 627
Figure pat00094
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-9-B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-9를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 601
제조예 2-10
Figure pat00095
N-메틸아닐린 대신 N-페닐-4-(트리메틸실릴)아닐린을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3-브로모-4,5-디클로로-N,N-디페닐아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-10-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 553
Figure pat00096
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-10-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 N-페닐-4-(트리메틸실릴)아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-10-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 758
Figure pat00097
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-10-B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-10을 제조하였다.
MS[M+H]+ = 732
제조예 2-11
Figure pat00098
N-메틸아닐린 대신 4-(tert-부틸)-N-페닐아닐린을 사용하고 1-브로모-2,3-디클로로벤젠 대신 3-브로모-4,5-디클로로-N,N-디페닐아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-A의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-11-A를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 557
Figure pat00099
화합물 2-1-A 대신 화합물 2-11-A를 사용하고, N-메틸아닐린 대신 N-(4-(tert-부틸)페닐)-3-플로로아닐린을 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1-B의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-11-B를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 744
Figure pat00100
화합물 2-1-B 대신 화합물 2-11-B를 사용한 것을 제외하고는 화합물 2-1의 제조와 동일한 방법으로 화합물 2-11-C를 제조하였다.
MS[M+H]+ = 718
Figure pat00101
질소 분위기 하, 화합물 2-11-C(20g), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate)(7.7g) 및 Pd(PPh3)4(1.61g)를 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide)(140 ml)에 넣고 120 ℃에서 1 시간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각한 후, 여과하였다. 이어서, 실리카겔 쇼트 패스 컬럼(전개액: 가열한 톨루엔)으로 정제하고, 또한 헵탄/아세트산 에틸=1(질량비) 혼합 용매로 세정함으로써, 화합물 2-11(28.0g)을 얻었다.
MS[M+H]+ = 698
제조예 3-1
Figure pat00102
3-(안트라센-9-일)디벤조[b,d]퓨란, N-브로모숙신이미드, 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고, 아르곤 분위기 하에서 상온에서 8 시간 교반하였다. 반응 종료 후, 물과 에틸아세테이트로 유기층을 추출하였다. 추출액을 무수황산마그네슘(MgSO4)로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 감암농축한 후, 시료를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 H1-A(MS: [M+H]+ = 423)를 얻었다.
화합물 H1-A와 나프탈렌-1-일 보론산을 1,4-다이옥산(1,4-Dioxane)에 완전히 녹인 후 2M 탄산칼륨수용액을 첨가하고 테트라키스트리페닐포스피노팔라듐(Pd(PPh3)4)을 넣은 후 5 시간 동안 교반 환류하였다. 상온으로 온도를 낮추고 물층을 제거하고, 유기층을 무수황산마그네슘(MgSO4)으로 건조한 후 여과하였다. 여과액을 감압농축시키고 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 H1-B(MS: [M+H]+ = 471)를 얻었다.
화합물 H1-B와 AlCl3를 C6D6에 넣고 2 시간 교반하였다. 반응 종료 후 D2O를 넣고 30 분 교반한 뒤 트리메틸아민(trimethylamine)을 적가하였다. 반응액을 분액 깔대기에 옮기고, 물과 톨루엔으로 추출하였다. 추출액을 무수황산마그네슘(MgSO4)로 건조 후, 에틸아세테이트로 재결정하여 화합물 H1(MS: [M+H]+ = 493)을 얻었다.
실시예 1
ITO(인듐주석산화물)가 100nm 두께로 박막 코팅된 유리 기판(corning 7059 glass)을, 분산제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 세제는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며, 증류수는 Millipore Co. 제품의 필터(Filter)로 2차 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 용제 순서로 초음파 세척을 하고 건조시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 화합물 1-1을 열 진공 증착하여 5 nm 두께의 정공주입층을 형성하였다. 그 위에 정공을 수송하는 물질인 화합물 HT1을 진공 증착하여 40 nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 위에 앞서 제조한 화합물 H1과 화합물 2-1을 25:1의 중량비로 진공 증착하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 위에 화합물 ET1을 진공 증착하여 3 nm 두께의 전자조절층을 형성하였다. 상기 전자조절층 위에 화합물 ET2와 LiQ(Lithium Quinolate)를 1:1의 중량비로 진공증착하여 35 nm 두께의 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 위에 리튬플로라이드(LiF)와 알루미늄을 순차적으로 1.2 nm 및 200 nm 두께로 증착하여 음극을 형성하여 유기발광소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.04 nm/sec 내지 0.07 nm/sec를 유지하였고, 리튬플로라이드의 증착속도는 0.03 nm/sec를 유지하였고, 알루미늄의 증착속도는 0.2 nm/sec를 유지하였으며, 증착 시 진공도는 2 ⅹ10-7 torr 내지 5 ⅹ10-6 torr를 유지하였다.
Figure pat00103
실시예 2 내지 실시예 14
화합물 1-1 및 화합물 2-1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 10
화합물 1-1 및 화합물 2-1 대신 하기 표 1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1의 화합물 I-A 내지 I-C 및 D-A 내지 D-F는 아래와 같다.
Figure pat00104
실험예
실시예 및 비교예의 유기 발광 소자 각각에 대하여 10 mA/cm2의 전류밀도에서 구동전압과 발광 효율을 측정하였고, 20 mA/cm2의 전류밀도에서 휘도가 초기 휘도 대비 98 %가 되는 시간(LT98)을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
정공주입층 발광층 전압
(V)		 전류효율
(cd/A)		 색좌표
(x,y)		 LT98(hr)
실시예 1 화합물 1-1 화합물 2-1 3.96 5.80 (0.132, 0.110) 140
실시예 2 화합물 1-2 화합물 2-4 3.89 5.98 (0.132, 0.110) 156
실시예 3 화합물 1-3 화합물 2-5 3.94 5.86 (0.132, 0.110) 149
실시예 4 화합물 1-4 화합물 2-2 3.91 5.95 (0.132, 0.110) 155
실시예 5 화합물 1-7 화합물 2-3 3.93 5.93 (0.132, 0.110) 151
실시예 6 화합물 1-8 화합물 2-6 3.90 5.79 (0.132, 0.110) 141
실시예 7 화합물 1-9 화합물 2-7 3.92 6.04 (0.132, 0.110) 158
실시예 8 화합물 1-5 화합물 2-10 3.96 5.94 (0.132, 0.110) 152
실시예 9 화합물 1-6 화합물 2-11 3.97 5.88 (0.132, 0.110) 153
실시예 10 화합물 1-10 화합물 2-7 3.92 6.05 (0.132, 0.110) 160
실시예 11 화합물 1-11 화합물 2-8 3.89 5.99 (0.132, 0.110) 156
실시예 12 화합물 1-5 화합물 2-9 3.94 5.92 (0.132, 0.110) 153
실시예 13 화합물 1-4 화합물 2-3 3.92 5.93 (0.132, 0.110) 151
실시예 14 화합물 1-10 화합물 2-2 3.90 5.90 (0.132, 0.110) 152
비교예 1 I-A 화합물 2-5 4.27 5.40 (0.132, 0.111) 105
비교예 2 I-B 화합물 2-6 4.31 5.29 (0.132, 0.110) 110
비교예 3 I-C 화합물 2-1 4.29 5.31 (0.132, 0.111) 103
비교예 4 화합물 1-1 D-A 4.39 5.12 (0.132, 0.111) 117
비교예 5 화합물 1-5 D-B 4.30 5.20 (0.132, 0.110) 114
비교예 6 화합물 1-8 D-D 4.33 5.18 (0.132, 0.110) 123
비교예 7 화합물 1-1 D-F 4.37 5.13 (0.132, 0.111) 127
비교예 8 I-A D-C 4.40 5.11 (0.132, 0.111) 100
비교예 9 I-C D-E 4.34 5.17 (0.132, 0.111) 97
비교예 10 I-B D-A 4.36 5.20 (0.132, 0.111) 99
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 화합물을 정공주입층으로 사용하고 화학식 2로 표시되는 화합물을 발광층으로 사용한 일실시예의 유기 발광 소자는 각 화합물만을 사용하거나(비교예 1 내지 7), 둘 모두를 사용하지 않은 경우(비교예 8 내지 10)에 비하여 전압, 효율, 수명 면에서 우수한 것을 확인할 수 있었다.
1: 기판 2: 양극
3: 정공주입영역 4: 발광층
5: 음극 6: 정공주입층
7: 정공수송층 8: 전자수송층
9: 전자주입층 10: 전자조절층

Claims (17)

  1. 양극; 정공주입영역; 발광층; 및 음극을 포함하고,
    상기 정공주입영역은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00105

    상기 화학식 1에서,
    X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알킬; 치환 또는 비치환된 C1-60 할로알콕시; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00106

    상기 화학식 2에서,
    Y1 및 Y2는 각각 인접한 고리와 융합된 고리로, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 방향족 고리; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로방향족 고리이고,
    Z는 각각 수소이거나, 서로 결합하여 단일결합; O; C(CH3)2; CH(페닐); 또는 N(페닐)을 형성하고,
    R3 및 R4은 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 트리알킬실릴; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R7은 수소; 중수소; 할로겐; 시아노; 니트로; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C3-60 사이클로알킬; 치환 또는 비치환된 C2-60 알케닐; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    a 및 b는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    X1, X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로, 시아노; 1개의 시아노로 치환된 페닐; 2개의 시아노로 치환된 페닐; 1개의 시아노와 1개의 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 또는 2개의 시아노와 1개의 플루오로로 치환된 페닐인,
    유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소; 시아노; 플루오로; 트리플루오로메틸; 또는 트리플루오로메톡시인,
    유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure pat00107
    .
  5. 제1항에 있어서,
    X1과 X3는 동일하고, X2와 X4는 동일하고, R1과 R2는 동일하고, Ar1과 Ar2는 동일한,
    유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112
    .
  7. 제1항에 있어서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 또는 9-페닐-9H-카바졸이고,
    Z는 각각 수소이거나, 서로 결합하여 단일결합; O; C(CH3)2; CH(페닐); 또는 N(페닐)을 형성하는,
    유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-9 중 어느 하나로 표시되는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00113

    [화학식 2-2]
    Figure pat00114

    [화학식 2-3]
    Figure pat00115

    [화학식 2-4]
    Figure pat00116

    [화학식 2-5]
    Figure pat00117

    [화학식 2-6]
    Figure pat00118

    [화학식 2-7]
    Figure pat00119

    [화학식 2-8]
    Figure pat00120

    [화학식 2-9]
    Figure pat00121

    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-9에서,
    R3, R4, R5, R6, R7 및 Z에 대한 설명은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로, 메틸, 에틸, 이소프로필, 터트뷰틸, 페닐, 비페닐릴, 디벤조퓨라닐, 1개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 2개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 또는 1개의 트리메틸실릴로 치환된 페닐인,
    유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    R5 및 R6는 각각 독립적으로, 수소, 페닐, 비페닐릴, 터트뷰틸, 트리메틸실릴, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure pat00122
    .
  11. 제1항에 있어서,
    R7은 수소, 메틸, 터트뷰틸, 또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure pat00123
    .
  12. 제1항에 있어서,
    a 및 b는 각각 독립적으로, 0 또는 1인,
    유기 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:

    Figure pat00124

    Figure pat00125

    Figure pat00126

    Figure pat00127

    Figure pat00128

    Figure pat00129
    .
  14. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는,
    유기 발광 소자:
    [화학식 3]
    Figure pat00130

    상기 화학식 3에서,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴렌; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 C2-60 헤테로아릴렌이고,
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    R8은 수소; 중수소; 아미노; 치환 또는 비치환된 C1-60 알킬; 치환 또는 비치환된 C6-60 아릴; 또는 치환 또는 비치환된 N, O 및 S로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 C2-60 헤테로아릴이고,
    c는 0 내지 8인 정수이다.
  15. 제14항에 있어서,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 비페닐릴렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 또는 디벤조퓨라닐렌인,
    유기 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로, 페닐, 비페닐릴, 터페닐릴, 나프틸, 페난트레닐, 디벤조퓨라닐, 1개의 터트뷰틸로 치환된 페닐, 1개의 트리메틸실릴로 치환된 페닐, 7개의 중수소로 치환된 나프틸, 또는 7개의 중수소로 치환된 디벤조퓨라닐인,
    유기 발광 소자.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인,
    유기 발광 소자:
    Figure pat00131

    Figure pat00132

    Figure pat00133

    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136

    Figure pat00137
    .
KR1020200006708A 2019-02-19 2020-01-17 유기 발광 소자 KR102380195B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190019347 2019-02-19
KR20190019347 2019-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200101279A true KR20200101279A (ko) 2020-08-27
KR102380195B1 KR102380195B1 (ko) 2022-03-29

Family

ID=72237381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200006708A KR102380195B1 (ko) 2019-02-19 2020-01-17 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102380195B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114957223A (zh) * 2021-05-19 2022-08-30 江苏精润鸿测控技术有限公司 新型有机化合物和包含此化合物的有机电致发光器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000051826A (ko) 1999-01-27 2000-08-16 성재갑 신규한 착물 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20170094708A (ko) * 2016-02-11 2017-08-21 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자
KR20170130434A (ko) * 2015-03-24 2017-11-28 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 유기 전계 발광 소자
KR20180098122A (ko) * 2017-02-24 2018-09-03 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000051826A (ko) 1999-01-27 2000-08-16 성재갑 신규한 착물 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20170130434A (ko) * 2015-03-24 2017-11-28 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 유기 전계 발광 소자
KR20170094708A (ko) * 2016-02-11 2017-08-21 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 이용한 유기발광소자
KR20180098122A (ko) * 2017-02-24 2018-09-03 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114957223A (zh) * 2021-05-19 2022-08-30 江苏精润鸿测控技术有限公司 新型有机化合物和包含此化合物的有机电致发光器件

Also Published As

Publication number Publication date
KR102380195B1 (ko) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102340254B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102231197B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102123015B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102206482B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102342781B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102078301B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200129993A (ko) 유기 발광 소자
KR102321311B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102298596B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102608811B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200078156A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR102354500B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102236281B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102235479B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200068568A (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자
KR20200105388A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102380195B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102591470B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102311640B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102222369B1 (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR102209924B1 (ko) 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20210027172A (ko) 신규한 헤테로 고리 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR20200135228A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200022353A (ko) 신규한 화합물 및 이를 이용한 유기발광 소자
KR20200050224A (ko) 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant