KR20210008976A - 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학식 1로 표시되는 것인 화합물, 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 명세서는 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질을 이용하여 전기에너지를 빛에너지로 전환시켜주는 현상을 말한다. 유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 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 소자를 위한 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 명세서에서는 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 상기 화합물을 포함하는 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이고,
Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 2환 이상의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 2환 이상의 헤테로고리이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
L1 내지 L6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
n1 내지 n4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고,
n1이 2인 경우, Ar1은 서로 동일하거나 상이하고,
n2가 2인 경우, Ar2는 서로 동일하거나 상이하고,
n3이 2인 경우, Ar3은 서로 동일하거나 상이하고,
n4가 2인 경우, Ar4는 서로 동일하거나 상이하다.
또한, 본 명세서는 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 명세서는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에 기재된 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 유기물 층의 재료로서 사용될 수 있으며, 유기 발광 소자에서 효율의 향상, 낮은 구동전압 및/또는 수명 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존 물질에 비하여 용해도가 증가하여 공정성이 개선되는 장점이 있다. 특히, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 용액 공정에 적용할 수 있으며, 정공주입, 정공수송, 정공주입 및 수송, 발광, 전자수송, 또는 전자주입 재료로 사용될 수 있다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층에 사용하는 경우, 유기 발광 소자의 효율이 항상될 뿐만 아니라, 낮은 구동전압을 가지고, 우수한 수명특성을 갖는다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 “치환” 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 “치환 또는 비치환된” 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 실릴기; 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, “2 이상의 치환기가 연결된 치환기”는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 도 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiRaRbRc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BRaRb의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ra 및 Rb는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 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 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 40이고, 일 실시예에 따르면 탄소수 1 내지 20이다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기, 알콕시기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 40이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴아민기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기, N-아릴알킬아민기, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기, N-알킬헤테로아릴아민기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert－부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 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, 
, 
등의 스피로플루오레닐기, 
(9,9-디메틸플루오레닐기), 및 
(9,9-디페닐플루오레닐기) 등의 치환된 플루오레닐기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로 고리기의 탄소수는 2 내지 30이다. 헤테로 고리기의 예로는 예로는 피리딜기, 피롤기, 피리미딜기, 피리다지닐기, 퓨라닐기, 티오페닐기, 이미다졸기, 피라졸기, 옥사졸기, 이소옥사졸기, 티아졸기, 이소티아졸기, 트리아졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 디티아졸기, 테트라졸기, 피라닐기, 티오피라닐기, 피라지닐기, 옥사지닐기, 티아지닐기, 디옥시닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴놀릴기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 나프티리디닐기, 아크리딜기, 크산테닐기, 페난트리디닐기, 디아자나프탈레닐기, 트리아자인데닐기, 인돌기, 인돌리닐기, 인돌리지닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 벤조티아졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 디벤조카바졸기, 인돌로카바졸기, 인데노카바졸기, 페나지닐기, 이미다조피리딘기, 페녹사지닐기, 페난트리딘기, 페난트롤린(phenanthroline)기, 페노티아진(phenothiazine)기, 이미다조피리딘기, 이미다조페난트리딘기. 벤조이미다조퀴나졸린기, 또는 벤조이미다조페난트리딘기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, "인접한" 기는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 가깝게 위치한 치환기, 또는 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 벤젠고리에서 오쏘(ortho)위치로 치환된 2개의 치환기 및 지방족 고리에서 동일 탄소에 치환된 2개의 치환기는 서로 “인접한”기로 해석될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 인접한 기가 서로 결합하여 형성되는 치환 또는 비치환된 고리에서, "고리"는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 탄화수소고리는 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 상기 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 시클로알킬기 또는 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족 탄화수소고리는 1가인 것을 제외하고는 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있으며, 1가가 아닌 것을 제외하고 상기 헤테로아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 12의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 나프탈렌; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠; 나프탈렌; 디벤조퓨란; 또는 디벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 2환 이상의 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 2환 이상의 치환 또는 비치환된 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 2환 이상의 고리이고, 상기 2환 이상의 고리는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 30의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 30의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 2환 이상의 고리이고, 상기 2환 이상의 고리는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 15의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 15의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 2환 이상의 고리이고, 상기 2환 이상의 고리는 치환 또는 비치환된 탄소수 10 내지 14의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 8 내지 12의 헤테로고리이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 나프탈렌; 디벤조퓨란; 또는 디벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 피리딜기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; t-부틸기; 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 피리딜기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; 또는 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리; 치환 또는 비치환된 인데노피리딘 고리; 치환 또는 비치환된 벤조플루오렌 고리; 치환 또는 비치환된 디벤조플루오렌 고리; 치환 또는 비치환된 플루오레노벤조퓨란(fluorenobenzofuran) 고리; 치환 또는 비치환된 잔텐(zanthene) 고리; 치환 또는 비치환된 벤조실린(benzosiline) 고리; 치환 또는 비치환된 셀레노잔텐(selenoxanthene) 고리; 또는 치환 또는 비치환된 싸이오잔텐(zanthene) 고리를 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2가 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우, 하기 구조식과 같이 표시될 수 있다.
상기 구조식에서, 점선 부분은 R1 및 R2가 결합하여 고리를 형성하는 부분이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 나프틸렌기; 또는 플루오레닐렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L5는 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L6은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 15의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 15의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 t-부틸기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 알킬기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 메틸기; 알킬기로 치환 또는 비치환된 t-부틸기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 알킬기 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기; t-부틸기; 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 실릴기; 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 비페닐기; 메틸기 또는 t-부틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 메틸기 또는 페닐기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 
이고, 
는 결합 위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 두 개는 치환 또는 비치환된 
이고, 
는 결합 위치를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1 내지 n4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n1이 2인 경우, Ar1은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n2가 2인 경우, Ar2는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n3이 2인 경우, Ar3은 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, n4가 2인 경우, Ar4는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시된다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4, 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
R3 및 R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2이상인 경우, R4는 서로 동일하거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3 및 R4는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 벤젠; 벤조퓨란; 또는 벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 또는 1-4로 표시된다.
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-3 및 1-4에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4, 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
R31 및 R41 내지 R43은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R31은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R41 내지 R43은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 9 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
상기 화학식 2 내지 9에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 후술하는 제조 방법으로 제조될 수 있다. 후술하는 제조예들에서는 대표적인 예시들을 기재하지만, 필요에 따라, 치환기를 추가하거나 제외할 수 있으며, 치환기의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 당기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로, 출발물질, 반응물질, 반응 조건 등을 변경할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 일반식 1과 같이 코어 구조가 제조될 수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다. 하기 일반식 1과 같이 치환기를 결합시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[일반식 1]
상기 일반식 1에서 R은 화학식 1에서의 R1 및 R2의 정의와 같고, Z1 및 Z2는 화학식 1에서의 정의와 같다.
본 명세서는 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 액상일 수 있다. 상기 "액상"은 상온 및 상압에서 액체 상태인 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 예컨대, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매; N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매; 메틸 벤조에이트, 부틸 벤조에이트, 3-페녹시 벤조에이트 등의 벤조에이트계 용매; 및 테트랄린 등의 용매가 예시되나, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물을 용해 또는 분산시킬 수 있는 용매라면 사용가능하며, 이에 한정되지 않는다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 용매는 1 종 단독으로 사용하거나, 또는 2 종 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 방향족 탄화수소계 용매이다. 바람직하게는 톨루엔이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 용매의 비점은 바람직하게 40℃ 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 230℃이나, 이에 한정되지 않는다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 단독 혹은 혼합 용매의 점도는 바람직하게 1 CP 내지 10 CP, 더욱 바람직하게는 3 CP 내지 8 CP이나, 이에 한정되지 않는다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물의 농도는 바람직하게 0.1 wt/v% 내지 20 wt/v%, 더욱 바람직하게는 0.5 wt/v% 내지 5 wt/v%, 이나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자의 대표적인 예로서, 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층, 정공 차단층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 H로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 H]
상기 화학식 H에 있어서,
L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
R21 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이다. 상기 아릴렌기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기 또는 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 치환되거나 비치환된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L21은 직접결합이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L22는 직접결합; 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 단환 내지 4환의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 단환 내지 4환의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 터페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 페난트릴기; 치환 또는 비치환된 페날렌기; 치환 또는 비치환된 플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 벤조플루오레닐기; 치환 또는 비치환된 퓨란기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 나프토벤조퓨란기; 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기; 또는 치환 또는 비치환된 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 페닐기; 비페닐기; 터페닐기; 나프틸기; 페난트릴기; 디벤조퓨란기; 나프토벤조퓨란기; 디벤조티오펜기; 또는 나프토벤조티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21 내지 R28은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H는 하기 화학식 H01으로 표시된다.
[화학식 H01]
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중 선택된 어느 하나이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 발광층의 도펀트로서 포함하고, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 발광층의 호스트로서 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 H로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 합한 중량 100 중량부 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 0.01 중량부 내지 30 중량부; 0.1 중량부 내지 20 중량부; 또는 0.5 중량부 내지 10 중량부이거나, 바람직하게는 1 중량부 내지 8 중량부이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 H로 표시되는 화합물 이외에 호스트 물질을 하나 더 포함할 수 있다. 이때, 더 포함되는 호스트 재료(혼합 호스트 화합물)는 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, 트리아진 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 또는 트리아진 유도체 등이 있으며, 이들의 2 종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층은 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 포함한 발광층은 청색을 띤다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 2층 이상의 발광층을 포함하고, 상기 2층 이상의 발광층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 포함한다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 포함한 발광층은 청색을 띠며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 H로 표시되는 화합물을 포함하지 않은 발광층은 당업계에 알려진 청색, 적색 또는 녹색 발광 화합물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 주입층 또는 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 주입층 또는 정공 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자 주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입 및 수송을 동시에 하는 층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자 차단층을 포함하고, 상기 전자 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 차단층을 포함하고, 상기 정공 차단층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공 주입층, 정공 수송층. 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 차단층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층; 및 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이, 또는 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 구비된 2층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 2층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 2층 이상의 유기물층은 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층 및 전자 차단층으로 이루어진 군에서 2 이상이 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 전자 수 송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 전자 수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 2층 이상의 전자 수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 전자 수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 전자 수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층이 전자 수송층인 경우, 상기 전자 수송층은 n형 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 n형 도펀트는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 금속 또는 금속착체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 전자 수송층은 LiQ(Lithium Quinolate)를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 2층 이상의 정공수송층을 포함하고, 상기 2층 이상의 정공 수송층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 2층 이상의 정공 수송층 중 1층에 포함될 수도 있으며, 각각의 2층 이상의 정공 수송층에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 각각의 2층 이상의 정공 수송층에 포함되는 경우, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 다른 재료들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 아릴아민기, 카바졸릴기 또는 벤조카바졸릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 정공 주입층 또는 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드 또는 캐소드이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 전극은 캐소드 또는 애노드이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조가 도 1 및 도 2에 예시되어 있다. 상기 도 1 및 도 2은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 기판(1), 양극(2), 발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판 (1), 양극(2), 정공주입층(5), 정공수송층(6), 발광층(3), 전자수송층(7), 전자주입층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도 2의 정공 주입층(5), 정공 수송층(6) 또는 발광층(3)은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 도 1의 정공 주입층(5), 정공 수송층(6) 또는 발광층(3)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 유기물층 및 음극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때, 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 형성한다. 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 증착 또는 용액 공정을 통하여 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층 물질 및 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 제조할 수 있다.
여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질로부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다 (국제 특허 출원 공개 제 2003/012890호). 다만, 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 정공 주입층 및 정공 수송층은 용액 공정으로 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 발광층은 용액 공정으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 예를 들어, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 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, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층은 추가의 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 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로, 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아민기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아민기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있다. 또한, 스티릴아민 화합물은 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아민기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 발광층 이외의 유기물층에 포함되거나, 추가의 발광층이 구비되는 경우, 상기 발광층의 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송 받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 예를 들어, 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; 및 루브렌 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층이다. 정공 주입 물질은 정공을 수송하는 능력을 가져 제1 전극에서의 정공 주입 효과 및 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 여기자의 전자 주입층 또는 전자 주입 재료에의 이동을 방지할 수 있는 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 또한, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 제1 전극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는, 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물; 카르바졸 계열의 유기물; 니트릴 계열의 유기물; 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물; 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물; 페릴렌(perylene) 계열의 유기물; 안트라퀴논, 폴리아닐린과 같은 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등 또는 상기 예 중 2 이상을 혼합물 등이 있으나, 이에 한정 되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층은 정공 주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층이다. 정공 수송 물질로는 제1 전극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는, 아릴아민 계열의 유기물, 카르바졸 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층은 전자 주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층이다. 전자 수송 물질로는 제2 전극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는, 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물; 트리아진 유도체; LiQ 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이, 임의의 원하는 제1 전극 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 제1 전극 물질은 낮은 일함수를 가지며, 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로, 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨 등이 있고, 각 경우 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따른다.
상기 전자 주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층이다. 전자 주입물로는 전자를 수송하는 능력이 우수하고, 제2 전극으로부터의 전자 주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 발광층에서 생성된 여기자가 정공 주입층으로 이동하는 것을 방지하고, 박막 형성 능력이 우수한 물질이 바람직하다. 구체적으로는, 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 트리아진, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체, 상기 예 중 2 이상의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 금속 착체 화합물로는 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 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 차단층은 정공 주입층으로부터 주입된 정공이 발광층을 지나 전자 주입층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이다. 공지된 재료는 제한 없이 사용 가능하며, 발광층과 정공 주입층 사이에, 또는 발광층과 정공 주입 및 정공 수송을 동시에 하는 층 사이에 형성될 수 있다.
상기 정공 차단층은 정공의 제2 전극으로 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공 주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 알루미늄 착물 (aluminum complex), 피리딘, 피리미딘 또는 트리아진 유도체 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.
본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층을 형성하는 단계는 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 잉크젯 코팅 방법 또는 스핀 코팅 방법을 이용한다.
또 다른 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 인쇄법을 이용한다.
본 명세서의 상태에 있어서, 상기 인쇄법은 예컨대, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 오프셋 프린팅, 전사 프린팅 또는 스크린 프린팅 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 구조적인 특성으로 용액 공정이 적합하여 인쇄법에 의하여 형성될 수 있으므로 소자의 제조 시에 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 상기 제1 전극 상에 상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 건조하는 단계는 열처리를 통하여 행해질 수 있으며, 열처리하여 건조하는 단계에서의 열처리 온도는 60℃ 내지 250℃이고, 일 실시상태에 따르면 100℃ 내지 250℃일 수 있으며, 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 120℃ 내지 230℃일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 열처리하여 건조하는 단계에서의 열처리 시간은 1분 내지 1시간이고, 일 실시상태에 따르면 1분 내지 30분일 수 있으며, 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 10분 내지 30분일 수 있다. 상기 열처리 시간의 범위를 만족하는 경우, 용매를 완벽하게 제거할 수 있다.
상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계에서 상기 열처리하여 건조하는 단계를 포함하는 경우, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층의 표면 위에 다른 층을 적층할 시, 용매에 의하여 용해되거나, 형태학적으로 영향을 받거나, 분해되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<제조예>
제조예 1: 중간체 1-1 내지 1-3의 제조
1) 중간체 1-1의 제조
질소 분위기에서 500 mL 둥근바닥 플라스크에 메틸 5-브로모-2-아이오도벤조에이트 (18.4 g, 54 mmol), 4-디벤조퓨란보론산 (19.1 g, 32. 4 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (1.9 g, 0.8 mmol), 포타슘카보네이트 (14.9 g, 108 mmol)을 넣고 테트라하이드로퓨란 200 mL, 물 40 mL를 넣었다. 반응기의 온도를 80 oC로 승온시키고 24 시간 교반시켰다. 반응이 종료되면 실온으로 낮추고 디클로로메탄으로 추출하고 유기층을 분리하였다. 유기층은 감압농축 후 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 중간체 1-1 (16.8 g, 수율 81 %)을 얻었다.
2) 중간체 1-2의 제조
질소 분위기에서 500 mL 둥근바닥 플라스크에 브로모벤젠 (14 mL, 0.14 mol)과 테트라하이드로퓨란 200 mL를 넣고 -78 oC로 냉각 하였다. 냉각된 반응 용액에 노말부틸리튬 (52.8 mL, 0.13 mol)을 동일 온도에서 적가하였다. 반응용액은 1 시간 교반 후 중간체 1-1 (16.8 g, 44 mmol)을 조금씩 넣고 상온에서 교반하였다. 물 100 mL를 넣어 반응을 종료시키고 디클로로메탄과 물로 추출하였다. 유기층은 분리하여 감압 농축 후 아세트산 180 mL, 염산 2 mL을 넣고 80 oC에서 교반하였다. 반응종료 후 생성된 흰색 고체를 메탄올로 씻어주면서 필터하여 중간체 1-2 (20.5 g, 수율 95 %)을 얻었다.
3) 중간체 1-3의 제조
500 mL 둥근바닥 플라스크에 중간체 1-2 (20.5 g, 42 mmol), 디클로로메탄 200 mL를 넣고 상온 교반하였다. 브롬 (4.3 mL, 84 mmol)은 디클로로메탄 20 mL에 희석하여 적가하였고, 24 시간 상온 교반하였다. 반응 완료 후 테트라하이드로퓨란과 메탄올로 재결정하여 중간체 1-3 (16.7 g, 수율 70 %)을 얻었다.
제조예 2: 중간체 2-1 내지 2-4의 제조
1) 중간체 2-1의 제조
500 mL 둥근바닥 플라스크에 중간체 1-1 (16.0 g, 42 mmol), 수산화나트륨 (2.0 g, 50.4 mmol), 에탄올 200 mL를 넣고 48 시간 환류 교반하였다. 반응 종료 후 실온으로 냉각하고, 2N 염산을 적가한 뒤 30분 동안 교반하였다. 디클로로메탄과 헥산으로 재결정하여 중간체 2-1 (13.3 g, 수율 86 %)을 얻었다.
2) 중간체 2-2의 제조
250 mL 둥근바닥 플라스크에 중간체 2-1 (13.3 g, 36.1 mmol), 메탄설폰산 50 mL를 넣고 80 oC로 승온하여 3 시간 교반하였다. 반응 종결확인 후 얼음물을 천천히 적가 후 30분 동안 교반하였다. 생성된 고체는 여과 후 물과 에탄올로 씻어 주어 중간체 2-2 (11.7 g, 수율 93 %)를 얻었다.
3) 중간체 2-3의 제조
500 mL 둥근바닥 플라스크에 중간체 2-2 (11.7 g, 33.6 mmol), 디클로로메탄 200 mL를 넣고 상온 교반하였다. 브롬 (3.4 mL, 67.2 mmol)은 디클로로메탄 20 mL에 희석하여 적가하였고, 24 시간 상온 교반하였다. 반응 완료를 확인하고 아세톤을 넣고 교반한 후 생성된 고체는 여과 후 아세톤으로 씻어 주었다. 고체는 모노클로로벤젠으로 재결정하여 중간체 2-3 (10.4 g, 수율 72 %)을 얻었다.
4) 중간체 2-4의 제조
질소 분위기에서 500 mL 둥근바닥 플라스크에 2-브로모바이페닐 (18.1 g, 77.4 mol)과 테트라하이드로퓨란 200 mL를 넣고 -78 oC로 냉각 하였다. 냉각된 반응 용액에 노말부틸리튬 (29 mL, 72.6 mol)을 동일 온도에서 적가하였다. 반응용액은 1 시간 교반 후 중간체 2-3 (10.4 g, 24.2 mmol)을 조금씩 넣고 상온에서 교반하였다. 물 100 mL를 넣어 반응을 종료시키고 디클로로메탄과 물로 추출하였다. 유기층은 분리하여 감압 농축 후 아세트산 180 mL, 염산 2 mL을 넣고 80 oC에서 교반하였다. 반응종료 후 생성된 흰색 고체를 메탄올로 씻어주면서 필터하여 중간체 2-4 (11.6 g, 수율 85 %)을 얻었다.
제조예 3: 화합물 BD 1의 제조
1) 중간체 3-1의 제조
4-(터트-부틸)아닐린 (14.9 g, 0.1 mol), 2-(4-브로모페닐)벤조퓨란 (27.3 g, 0.1 mol), 비스(트리-터트-뷰틸포스핀)팔라듐(0) (1.5 g, 3 mmol), 소듐터트뷰톡사이드 (14.4 g, 0.15 mol) 및 톨루엔(500 mL)을 넣고 100℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 식힌 다음 다이클로로메탄과 물을 이용하여 물질을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 처리해 물을 제거한 후 여과하고 감압 농축하였다. 생성물은 노르말헥산과 다이클로로메탄을 이용하여 컬럼크로마토그래피 분리법으로 정제한 후 용매를 제거하였다. 다이클로로메탄과 메탄올으로 재결정하여 중간체 3-1 (28.3 g, 수율 83 %)을 얻었다.
2) 화합물 BD 1의 제조
질소 분위기에서 250 mL 플라스크에 중간체 1-3 (1.1 g, 2 mmol), 중간체 3-1 (1.5 g, 4.4 mmol), 비스(트리-터트-뷰틸포스핀)팔라듐(0)(0.05 g, 0.1 mmol), 소듐터트뷰톡사이드(0.4 g, 4.4 mmol) 및 톨루엔(50 mL)을 넣고 100℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 식힌 다음 다이클로로메탄과 물을 이용하여 물질을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 처리해 물을 제거한 후 여과하고 감압 농축하였다. 생성물은 노르말헥산과 다이클로로메탄을 이용하여 컬럼크로마토그래피 분리법으로 정제한 후 용매를 제거해 화합물 BD 1(1.1 g, 수율 51%)을 얻었다. MS[M+H]+= 1087.48
제조예 4: 화합물 BD 2의 제조
중간체 1-3 합성에서 메틸 5-브로모-2-아이오도벤조에이트 대신 메틸 1-아이오도다이벤조[b,d]퓨란-2-카복실레이트를 사용한 것을 제외하고는, 상기 화합물 BD 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD 2 (1.4 g, 수율 59 %)를 얻었다. MS[M+H]+= 1177.49
제조예 5: 화합물 BD 3의 제조
중간체 3-1 합성에서 4-(터트-부틸)아닐린 대신 4'-(터트-부틸)-[1,1'-비페닐]-4-아민을 사용한 것을 제외하고는, 상기 화합물 BD 2의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD 3 (1.7 g, 수율 63 %)를 얻었다. MS[M+H]+= 1328.55
제조예 6: 화합물 BD 4의 제조
1) 중간체 3-2의 제조
아닐린 (4.7 g, 50 mmol), 2-(6-브로모나프탈렌-2-일)벤조퓨란 (16.2 g, 50 mmol), 비스(트리-터트-뷰틸포스핀)팔라듐(0) (0.8 g, 1.5 mmol), 소듐터트뷰톡사이드 (7.2 g, 75 mmol) 및 톨루엔(500 mL)을 넣고 100℃에서 5시간 동안 교반하였다. 반응이 종료되면 상온으로 식힌 다음 다이클로로메탄과 물을 이용하여 물질을 추출하고, 무수황산마그네슘으로 처리해 물을 제거한 후 여과하고 감압 농축하였다. 생성물은 노르말헥산과 다이클로로메탄을 이용하여 컬럼크로마토그래피 분리법으로 정제한 후 용매를 제거하였다. 다이클로로메탄과 메탄올으로 재결정하여 중간체 3-2 (13.1 g, 수율 78 %)을 얻었다.
2) 화합물 BD 4의 제조
중간체 3-1 대신 중간체 3-2를 사용한 것을 제외하고는, 상기 화합물 BD 1의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD 4 (1.4 g, 수율 64 %)를 얻었다. MS[M+H]+= 1073.37
제조예 7: 화합물 BD 5의 제조
중간체 1-3 합성에서 메틸 5-브로모-2-아이오도벤조에이트 대신 메틸 1-아이오도다이벤조[b,d]퓨란-2-카복실레이트를 사용한 것을 제외하고는, 상기 화합물 BD 4의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD5 (1.3 g, 수율 57 %)를 얻었다. MS[M+H]+= 1165.40
제조예 8: 화합물 BD 6의 제조
중간체 3-2 합성에서 아닐린 대신 4-(터트-부틸)아닐린을 사용한 것을 제외하고는, 상기 화합물 BD 5의 제조 방법과 동일한 방법으로 화합물 BD 6 (1.7 g, 수율 65 %)를 얻었다. MS[M+H]+= 1276.52
<실험예>
실험예 1
ITO(indium tin oxide)가 1,500 Å의 두께로 박막 증착된 유리 기판을, 세제를 녹인 증류수에 넣고, 초음파로 세척하였다. ITO를 30분간 세척하였다. 이후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜 및 아세톤의 용제로 초음파 세척을 각각 30분씩 하고 건조시킨 후, 상기 기판을 글러브박스로 수송시켰다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화합물 A 및 화합물 IB (p-도판트)를 8:2의 중량비로 시클로헥사논(용매)에 2 wt%로 용해시킨 코팅 조성물을 스핀 코팅하여 300 Å 두께의 정공주입층을 형성하고, 질소 분위기 하에 핫플레이트에서 220℃ 및 30분 조건으로 코팅 조성물을 경화시켰다. 상기 정공주입층 상에, 하기 화합물 A를 톨루엔에 1 wt%로 녹인 조성물을 스핀 코팅하여 400 Å 두께의 정공수송층을 형성하였다. 이후, 질소 분위기 하에 핫플레이트에서 230℃ 및 30분 조건으로 코팅 조성물을 경화시켰다. 상기 정공수송층 상에, 하기 화합물 B와 앞서 제조한 화합물 BD 1을 톨루엔에 0.6 wt%로 용해시킨 조성물(화합물 B: 화합물 BD 1의 중량비 = 94:6)을 스핀 코팅하여 200 Å 두께의 발광층을 형성하고, 질소 분위기 하에 핫플레이트에서 120℃ 및 10분 조건으로 코팅 조성물을 경화시켰다. 이후, 진공증착기로 옮겨 상기 발광층 위에 하기 화합물 G(200 Å), LiF(12 Å) 및 Al(2000 Å)를 순차적으로 증착하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
상기의 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.4 내지 0.7 Å/sec를 유지하였고, 캐소드의 LiF는 0.3 Å/ sec, 알루미늄은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10-7 내지 5×10-8 torr를 유지하였다.
실험예 2 내지 6
화합물 BD 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교실험예 1 내지 4
화합물 BD 1 대신 하기 표 1에 기재된 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다. 하기 표 1에서 화합물 C, D, E 및 F는 각각 하기와 같다.
상기 실험예 및 비교실험예에서 제조한 유기 발광 소자에 대하여, 10 mA/cm2의 전류 밀도에서 구동 전압, 최대 발광파장, 전류 효율, 및 양자 효율을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 화합물 | 구동전압 (V) |
최대 발광파장 (nm) |
전류 효율 (cd/A) |
양자 효율 (%) |
|
| 실험예 1 | 화합물 BD 1 | 4.78 | 443 | 5.79 | 7.36 |
| 실험예 2 | 화합물 BD 2 | 4.65 | 455 | 5.55 | 8.45 |
| 실험예 3 | 화합물 BD 3 | 4.66 | 458 | 5.66 | 7.85 |
| 실험예 4 | 화합물 BD 4 | 4.76 | 446 | 5.88 | 7.98 |
| 실험예 5 | 화합물 BD 5 | 4.69 | 455 | 5.81 | 8.57 |
| 실험예 6 | 화합물 BD 6 | 4.59 | 455 | 5.53 | 7.76 |
| 비교실험예 1 | 화합물 C | 5.01 | 459 | 5.02 | 6.94 |
| 비교실험예 2 | 화합물 D | 4.74 | 453 | 5.18 | 7.21 |
| 비교실험예 3 | 화합물 E | 4.83 | 443 | 4.23 | 7.35 |
| 비교실험예 4 | 화합물 F | 4.72 | 458 | 4.99 | 6.92 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 화합물을 발광층의 도펀트로 사용한 유기 발광 소자는 구동 전압, 전류 효율 또는 양자 효율 면에서 현저한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
본원 화학식 1로 표시되는 화합물은 플루오렌에 고리가 축합되고, 양쪽에 아민기가 결합되어 있으며, 아민기에 적어도 하나의 벤조퓨란기를 포함하는 반면, 비교 실험예 화합물 C 내지 F는 플루오렌에 고리가 축합되어 있지 않거나, 1개의 아민기만을 가지고 있거나, 아민기에 벤조퓨란기를 가지고 있지 않거나, 코어 구조가 디벤조퓨란 구조로 이루어져 있다. 구체적으로, 플루오렌에 고리가 축합되고, 양쪽에 아민기가 결합되어 있으며, 적어도 하나의 벤조퓨란기를 포함하는 화합물을 발광층에 사용한 실험예 1 내지 6은 비교 실험예 1 내지 4에 비하여, 전류 효율이 최대 약 40%까지 증가하고, 양자 효율이 최대 약 24%까지 증가하였다.
1: 기판
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자주입층
2: 양극
3: 발광층
4: 음극
5: 정공주입층
6: 정공수송층
7: 전자수송층
8: 전자주입층
Claims (15)
- 하기 화학식 1로 표시되는 것인 화합물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리이고,
Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 2환 이상의 방향족 탄화수소고리; 또는 치환 또는 비치환된 2환 이상의 헤테로고리이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성할 수 있고,
L1 내지 L6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
n1 내지 n4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 또는 2의 정수이고,
n1이 2인 경우, Ar1은 서로 동일하거나 상이하고,
n2가 2인 경우, Ar2는 서로 동일하거나 상이하고,
n3이 2인 경우, Ar3은 서로 동일하거나 상이하고,
n4가 2인 경우, Ar4는 서로 동일하거나 상이하다. - 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 것인 화합물:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4, 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
R3 및 R4는 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜이고,
a는 0 내지 3의 정수이고, a가 2이상인 경우, R4는 서로 동일하거나 상이하다. - 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-3 또는 1-4로 표시되는 것인 화합물:
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-3 및 1-4에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4, 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같고,
R31 및 R41 내지 R43은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Z3 및 Z4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠; 치환 또는 비치환된 벤조퓨란; 또는 치환 또는 비치환된 벤조티오펜이다. - 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
상기 화학식 2 내지 9에 있어서,
R1, R2, L1 내지 L6, Ar1 내지 Ar4 및 n1 내지 n4의 정의는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다. - 청구항 1에 있어서,
상기 Ar1 내지 Ar4 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 벤조퓨란기이고, 나머지는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기; 치환 또는 비치환된 t-부틸기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 비페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기인 것인 화합물. - 청구항 1에 있어서,
상기 L1 내지 L4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 페닐렌기; 비페닐렌기; 또는 나프틸렌기인 것인 화합물. - 청구항 1에 있어서,
상기 R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 알킬기로 치환 또는 비치환된 피리딜기이거나, 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 고리를 형성하는 것인 화합물. - 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 화합물:
.
- 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 코팅 조성물.
- 청구항 9에 있어서, 상기 코팅 조성물은 하기 화학식 H로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것인 코팅 조성물:
[화학식 H]
상기 화학식 H에 있어서,
L21 및 L22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는치환 또는 비치환된 아릴렌기이고,
R21 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
Ar21 및 Ar22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이다. - 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
- 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
- 청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층, 전자 주입 및 수송층, 정공차단층, 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입 및 수송층 또는 전자차단층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층, 전자 주입 및 수송층, 정공차단층, 정공주입층, 정공수송층, 정공 주입 및 수송층 또는 전자차단층은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
- 기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 유기물층을 형성하는 단계는 청구항 9의 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법. - 청구항 14에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계는 잉크젯 코팅 방법 또는 스핀 코팅 방법을 이용하는 것인 유기 발광 소자의 제조 방법.
Priority Applications (1)
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| KR1020190085156A KR20210008976A (ko) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190085156A KR20210008976A (ko) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210008976A true KR20210008976A (ko) | 2021-01-26 |
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ID=74310242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190085156A KR20210008976A (ko) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 이를 이용한 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210008976A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021172452A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 保土谷化学工業株式会社 | アリールアミン化合物およびそれを用いる電子機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090040896A (ko) | 2006-08-23 | 2009-04-27 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 방향족 아민 유도체 및 이들을 이용한 유기 전기발광 소자 |
-
2019
- 2019-07-15 KR KR1020190085156A patent/KR20210008976A/ko active Search and Examination
Patent Citations (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021172452A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 保土谷化学工業株式会社 | アリールアミン化合物およびそれを用いる電子機器 |
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