KR101550485B1 - New compounds and organic light emitting device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 유기 발광 소자의 수명, 효율, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 신규 화합물, 및 상기 화합물이 유기물층에 포함되어 있는 유기 발광 소자를 제공한다.The present invention provides a novel compound capable of greatly improving the lifetime, efficiency, electrochemical stability, and thermal stability of an organic light emitting device, and an organic light emitting device in which the compound is contained in an organic material layer.
Description
본 출원은 2011년 6월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2011-0062394호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.This application claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2011-0062394 filed with the Korean Intellectual Property Office on June 27, 2011, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
본 명세서는 유기 발광 소자의 수명, 효율, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 신규 화합물이 유기물층에 함유되어 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device in which a novel compound capable of greatly improving the lifetime, efficiency, electrochemical stability, and thermal stability of an organic light emitting device is contained in an organic material layer.
유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다. 양극과 음극 사이에 유기물 층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 음극과 양극으로부터 각각 전자와 정공이 유기물층으로 주입된다. 유기물층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 음극과 양극 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함하는 유기물층으로 구성될 수 있다.The organic light emission phenomenon is one example in which current is converted into visible light by an internal process of a specific organic molecule. The principle of organic luminescence phenomenon is as follows. When an organic layer is positioned between an anode and a cathode, when a voltage is applied between the two electrodes, electrons and holes are injected into the organic layer from the cathode and the anode, respectively. Electrons and holes injected into the organic material layer recombine to form an exciton, and the exciton falls back to the ground state to emit light. An organic light emitting device using such a principle may be generally composed of an organic material layer including a cathode, an anode, and an organic material layer disposed therebetween, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer.
유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 발광 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 정공 주입 물질이나 정공 수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자 주입 물질이나 전자 수송 물질로는 n-타입 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 환원이 되고 환원시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 발광층 물질로는 p-타입 성질과 n-타입 성질을 동시에 가진 물질, 즉 산화와 환원 상태에서 모두 안정한 형태를 갖는 물질이 바람직하며, 엑시톤이 형성되었을 때 이를 빛으로 전환하는 발광 효율이 높은 물질이 바람직하다.As a material used in an organic light emitting device, a pure organic material or a complex in which an organic material and a metal form a complex is mostly used. Depending on the application, a hole injecting material, a hole transporting material, a light emitting material, an electron transporting material, . As the hole injecting material and the hole transporting material, an organic material having a p-type property, that is, an organic material that is easily oxidized and electrochemically stable at the time of oxidation is mainly used. On the other hand, as an electron injecting material or an electron transporting material, an organic material having an n-type property, that is, an organic material that is easily reduced and electrochemically stable when being reduced is mainly used. As the light emitting layer material, a material having both a p-type property and an n-type property, that is, a material having both a stable form in oxidation and in a reduced state is preferable, and a material having a high luminous efficiency for converting an exciton into light desirable.
위에서 언급한 외에, 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 다음과 같은 성질을 추가적으로 갖는 것이 바람직하다.In addition to the above, it is preferable that the material used in the organic light emitting device further has the following properties.
첫째로 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 열적 안정성이 우수한 것이 바람직하다. 유기 발광 소자 내에서는 전하들의 이동에 의한 줄열(joule heating)이 발생하기 때문이다. 현재, 정공 수송층 물질로 주로 사용되는 NPB는 유리 전이 온도가 100℃ 이하의 값을 가지므로, 높은 전류를 필요로 하는 유기 발광 소자에서는 사용하기 힘든 문제가 있다.First, the material used in the organic light emitting device is preferably excellent in thermal stability. This is because joule heating occurs due to the movement of charges in the organic light emitting device. At present, NPB, which is mainly used as a hole transporting layer material, has a glass transition temperature of 100 DEG C or less, which makes it difficult to use in an organic light emitting device requiring a high current.
둘째로 저전압 구동 가능한 고효율의 유기 발광 소자를 얻기 위해서는 유기 발광 소자 내로 주입된 정공 또는 전자들이 원활하게 발광층으로 전달되는 동시에, 주입된 정공과 전자들이 발광층 밖으로 빠져나가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서 유기 발광 소자에 사용되는 물질은 적절한 밴드갭(band gap)과 HOMO(highest occupied molecular orbital) 또는 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위를 가져야 한다. 현재, 용액 도포법에 의해 제조되는 유기 발광 소자에서 정공 수송 물질로 사용되는 PEDOT : PSS의 경우, 발광층 물질로 사용되는 유기물의 LUMO 에너지 준위에 비하여 LUMO 에너지 준위가 낮기 때문에 고효율 장수명의 유기 발광 소자 제조에 어려움이 있다.Secondly, in order to obtain a highly efficient organic light emitting device capable of driving at a low voltage, holes or electrons injected into the organic light emitting element should be smoothly transferred to the light emitting layer, and injected holes and electrons should not escape from the light emitting layer. For this purpose, the material used in the organic light emitting device should have an appropriate band gap and a highest occupied molecular orbital (HOMO) or lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level. At present, in the case of PEDOT: PSS used as a hole transport material in an organic light emitting device manufactured by a solution coating method, since the LUMO energy level is lower than the LUMO energy level of an organic material used as a light emitting layer material, There is a difficulty in.
이외에도 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 화학적 안정성, 전하이동도, 전극이나 인접한 층과의 계면 특성 등이 우수하여야 한다. 즉, 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 수분이나 산소에 의한 물질의 변형이 적어야 한다. 또한, 적절한 정공 또는 전자 이동도를 가짐으로써 유기 발광 소자의 발광층에서 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루도록 하여 엑시톤 형성을 극대화할 수 있어야 한다. 그리고, 소자의 안정성을 위해 금속 또는 금속 산화물을 포함한 전극과의 계면을 좋게 할 수 있어야 한다.In addition, materials used in organic light emitting devices should have excellent chemical stability, charge mobility, and interface characteristics with electrodes or adjacent layers. That is, the material used in the organic light emitting device should have little deformation of the material due to moisture or oxygen. In addition, by having appropriate hole or electron mobility, it is necessary to maximize the formation of excitons by balancing the density of holes and electrons in the light emitting layer of the organic light emitting device. And, for the stability of the device, the interface with the electrode including the metal or the metal oxide should be good.
따라서, 당 기술분야에서는 상기와 같은 요건을 갖춘 유기물의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need in the art to develop organic materials having the above-mentioned requirements.
이에 본 발명자들은 유기 발광 소자에서 사용 가능한 물질에 요구되는 조건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성 및 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있으며, 치환기에 따라 유기 발광 소자에서 요구되는 다양한 역할을 할 수 있는 화학 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present inventors have found that a compound capable of satisfying the conditions required for a material usable in an organic light emitting device, for example, an appropriate energy level, electrochemical stability, and thermal stability, And a compound having a structure represented by the following formula (1).
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:The present invention provides compounds represented by the following formula (1): < EMI ID =
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
A 및 B는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리를 나타내고,A and B are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted benzene ring; Or a substituted or unsubstituted naphthalene ring,
R1은 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 알킬기이며,R1 is at least one substituent selected from the group consisting of a halogen group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an arylamine group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group, a heterocyclic group, a carbazolyl group, a fluorenyl group and a nitrile group A substituted or unsubstituted alkyl group,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나, 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 방향족 고리기; 및 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택되고,L 1 and
n이 0인 경우, L1은 수소; 할로겐기; 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 알킬기; 및 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,when n is 0, L1 is hydrogen; A halogen group; Substituted or unsubstituted with at least one substituent selected from the group consisting of halogen, alkyl, alkenyl, alkoxy, arylamine, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, heterocyclic, carbazolyl, fluorenyl, An unsubstituted alkyl group; And substituted with at least one substituent selected from the group consisting of halogen, alkyl, alkenyl, alkoxy, arylamine, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, heterocyclic, carbazolyl, Or an unsubstituted aryl group,
m이 0인 경우, L2는 수소; 할로겐기; 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 알킬기; 및 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고,when m is 0, L2 is hydrogen; A halogen group; Substituted or unsubstituted with at least one substituent selected from the group consisting of halogen, alkyl, alkenyl, alkoxy, arylamine, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, heterocyclic, carbazolyl, fluorenyl, An unsubstituted alkyl group; And substituted with at least one substituent selected from the group consisting of halogen, alkyl, alkenyl, alkoxy, arylamine, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, heterocyclic, carbazolyl, Or an unsubstituted aryl group,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1이고, 동시에 0인 경우는 제외하며,n and m are each independently 0 or 1, and when they are simultaneously 0,
X 및 Y는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되고,X and Y are each independently represented by the following formula (2)
[화학식 2](2)
상기 화학식 2에서,In Formula 2,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로 고리기, 카바졸릴기, 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고 이종원자로 O, N 또는 S를 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택되거나, 상기 Ar1 및 Ar2는 결합하고 있는 질소원자와 함께 함질소 헤테로 고리기를 형성할 수 있다.Ar 1 and
또한, 본 명세서는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 구비된 1 개 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.Also, the present specification discloses a plasma display panel comprising a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic compound layer provided between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic compound layers includes a compound represented by Formula 1 .
나아가, 본 명세서는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 위에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.Further, the present disclosure provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate; Forming a first electrode on the substrate; Forming an organic material layer including a compound represented by Formula 1 on the first electrode; And forming a second electrode on the organic material layer.
본 발명의 화합물은 유기 발광 소자에서 유기물층 물질, 특히 정공 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질로 사용될 수 있으며, 이 화합물을 유기 발광 소자에 사용하는 경우 소자의 구동전압을 낮추고, 광효율을 향상시키며, 화합물의 열적 안정성에 의하여 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.The compound of the present invention can be used as an organic material layer material, particularly a hole injecting material and / or a hole transporting material in an organic light emitting device. When the compound is used in an organic light emitting device, the driving voltage of the device is lowered, The lifetime characteristics of the device can be improved by the thermal stability of the device.
도 1은 기판(1), 양극(2), 유기물층(3), 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7), 전자 수송층(8) 및 음극(4)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.Fig. 1 shows an example of an organic light-emitting device comprising a substrate 1, an
2 shows an example of an organic light emitting element made up of a substrate 1, an
이하 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.An embodiment of the present invention may be a compound represented by the above formula (1).
본 명세서를 비롯한 상기 화학식 1의 치환기들을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.The substituents of the above formula (1) including the present specification will be described in more detail as follows.
상기 할로겐기로는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the halogen group include, but are not limited to, fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 12인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 12. Specific examples include, but are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-butyl, pentyl, hexyl and heptyl.
상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 2 내지 12인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 스틸베닐기(stylbenyl), 스티레닐기(styrenyl) 등의 아릴기가 연결된 알케닐기가 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The alkenyl group may be straight-chain or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 12. Specific examples thereof include, but are not limited to, an alkenyl group having an aryl group such as a stilbenyl group or a styrenyl group.
상기 알콕시기는 탄소수 1 내지 12인 것이 바람직하고, 보다 구체적으로 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The alkoxy group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more specifically, methoxy, ethoxy, isopropyloxy, and the like, but is not limited thereto.
상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 6 내지 40인 것이 바람직하다. 단환식 아릴기의 예로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 스틸벤 등을 들 수 있고, 다환식 아릴기의 예로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페나트렌기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오렌기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The aryl group may be monocyclic or polycyclic, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 to 40. Examples of the monocyclic aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group and a stilbene group. Examples of the polycyclic aryl group include a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthrene group, a pyrenyl group, a perylenyl group, A benzyl group, a benzyl group, a benzyl group, a benzyl group, a benzyl group, a benzyl group, a benzyl group, a benzyl group,
상기 헤테로 고리기는 이종 원자로 O, N 또는 S를 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 카바졸기, 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 피라다진기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀린기, 아크리딜기 등이 있으며, 하기 구조식과 같은 화합물들이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The heterocyclic group is a ring group containing heteroatoms O, N or S, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but preferably 3 to 30 carbon atoms. Examples of the heterocyclic group include carbazole group, thiophene group, furan group, pyrrolyl group, imidazole group, thiazole group, oxazole group, oxadiazole group, triazole group, pyridyl group, pyrazinyl group, quinolinyl group, isoquinoline group , Acridyl groups, and the like, but are not limited thereto.
또한, 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 실릴기, 아릴알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 카바졸기, 아릴아민기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.The term "substituted or unsubstituted" in the present specification means a group selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, alkenyl, alkoxy, silyl, arylalkenyl, aryl, Substituted or unsubstituted fluorenyl group and a nitrile group, or has no substituent group.
상기 화학식 1의 A, B, R1, L1, L2, Ar1 및 Ar2에 추가적으로 치환될 수 있는 치환기로는 할로겐기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 실릴기, 아릴알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 카바졸기, 아릴아민기, 아릴기로 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 니트릴기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the substituent which may be further substituted on A, B, R 1, L 1,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound of Formula 1 may be a compound represented by Formula 3 or Formula 4 below.
[화학식 3](3)
상기 화학식 3에서, A, B, R1, L1 및 L2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고, Ar3 내지 Ar6는 상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2의 정의와 동일하다.In
[화학식 4][Chemical Formula 4]
상기 화학식 4에서, A, B, R1, L1 및 L2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고, Ar7 및 Ar8은 상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2의 정의와 동일하다.In Formula 4, A, B, R 1, L 1 and
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 A 및 B는 모두 벤젠고리인 화합물일 수 있다.One embodiment of the present specification may be a compound wherein A and B in
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 A 및 B는 모두 나프탈렌고리인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, A and B in the above formula (3) may all be compounds that are naphthalene rings.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 A와 B 중 어느 하나는 벤젠고리이고, 나머지 하나는 나프탈렌고리인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, any one of A and B in
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴렌기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, L 1 and
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기인 화합물일 수 있다. In one embodiment of the present invention,
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 바이페닐기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention,
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, each of
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 플루오렌기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention,
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 3의 Ar3 내지 Ar6는 각각 독립적으로, 및 치환 또는 비치환된 터페닐기인 화합물일 수 있다.One embodiment of the present invention may be a compound wherein
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 A 및 B는 모두 벤젠고리인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, A and B in Formula 4 may all be benzene ring compounds.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 A 및 B는 모두 나프탈렌고리인화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, A and B in the above formula (4) may all be compounds that are naphthalene rings.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 A와 B 중 어느 하나는 벤젠고리이고, 나머지 하나는 나프탈렌고리인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, one of A and B in Formula 4 may be a benzene ring and the other may be a naphthalene ring.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 L1은 수소이고, L2는 치환 또는 비치환된 방향족 고리기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, L 1 in the formula (4) is hydrogen and
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 L1은 아릴기이고, L2는 치환 또는 비치환된 방향족 고리인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, L 1 in the formula (4) is an aryl group, and
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, Ar7 and Ar8 in Formula 4 may each independently be a substituted or unsubstituted phenyl group.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 바이페닐기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, Ar7 and Ar8 in Formula 4 may be independently a substituted or unsubstituted biphenyl group.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기인 화합룸일 수 있다.In one embodiment of the present invention, Ar7 and Ar8 in the above formula (4) are each independently a substituted or unsubstituted naphthalene group.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 플루오렌기인 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, Ar7 and Ar8 in Formula 4 are each independently a substituted or unsubstituted fluorene group.
본 명세서의 일 구현예는 상기 화학식 4의 Ar7 및 Ar8은 각각 독립적으로, 및 치환 또는 비치환된 터페닐기인 화합물일 수 있다.One embodiment of the present invention may be a compound wherein Ar7 and Ar8 in Formula 4 are each independently a substituted or unsubstituted terphenyl group.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 n 및 m은 모두 1일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, n and m in the above formula (1) may all be 1.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 구체예로는 하기의 화합물들이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, preferred specific examples of the compound represented by the formula (1) include, but are not limited to, the following compounds.
화합물의 컨쥬게이션 길이와 에너지 밴드갭은 밀접한 관계가 있다. 구체적으로, 화합물의 컨쥬게이션 길이가 길수록 에너지 밴드갭이 작아진다. 전술한 바와 같이, 상기 화학식 1의 화합물의 코어는 제한된 컨쥬게이션을 포함하고 있으므로, 이는 에너지 밴드갭이 큰 성질을 갖는다.The conjugation length of the compound and the energy band gap are closely related. Specifically, the longer the conjugation length of the compound, the smaller the energy bandgap. As described above, since the core of the compound of Formula 1 contains limited conjugation, it has a large energy band gap.
본 명세서에서는 상기와 같이 에너지 밴드갭이 큰 코어 구조의 상기 화학식 1의 A, B, R1, L1, L2, Ar1 및 Ar2 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 다양한 에너지 밴드갭을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 통상 에너지 밴드갭이 큰 코어 구조에 치환기를 도입하여 에너지 밴드갭을 조절하는 것은 용이하나, 코어 구조가 에너지 밴드갭이 작은 경우에는 치환기를 도입하여 에너지 밴드갭을 크게 조절하기 어렵다. In this specification, compounds having various energy bandgaps can be synthesized by introducing various substituents at positions A, B, R1, L1, L2, Ar1 and Ar2 of the above formula (1) of the core structure having a large energy band gap as described above . Usually, it is easy to control the energy band gap by introducing a substituent to a core structure having a large energy band gap. However, when the core structure has a small energy band gap, it is difficult to control the energy band gap by introducing a substituent.
또한, 본 명세서에서는 상기와 같은 구조의 코어 구조의 상기 화학식 1의 A, B, R1, L1, L2, Ar1 및 Ar2 위치에 다양한 치환기를 도입함으로써 화합물의 HOMO 및 LUMO 에너지 준위도 조절할 수 있다.In this specification, HOMO and LUMO energy levels of a compound can be controlled by introducing various substituents at positions A, B, R 1, L 1,
또한, 상기와 같은 구조의 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 도입된 치환기의 고유 특성을 갖는 화합물을 합성할 수 있다. 예컨대, 유기 발광 소자 제조시 사용되는 정공 주입층 물질, 정공 수송용 물질, 발광층 물질 및 전자 수송층 물질에 주로 사용되는 치환기를 상기 코어 구조에 도입함으로써 각 유기물층에서 요구하는 조건들을 충족시키는 물질을 합성할 수 있다.Further, by introducing various substituents into the core structure having the above structure, it is possible to synthesize a compound having the intrinsic characteristics of the substituent introduced. For example, by introducing a substituent mainly used in a hole injecting layer material, a hole transporting material, a light emitting layer material, and an electron transporting layer material used in manufacturing an organic light emitting device into the core structure, a material meeting the requirements of each organic layer is synthesized .
상기 화합물은 코어 구조에 아민 구조를 포함하고 있으므로, 유기 발광 소자에서 정공 주입 및/또는 정공 수송 물질로서의 적절한 에너지 준위를 가질 수 있다. 본 발명에서는 상기 화합물 중 치환기에 따라 적절한 에너지 준위를 갖는 화합물을 선택하여 유기 발광 소자에 사용함으로써 구동 전압이 낮고 광효율이 높은 소자를 구현할 수 있다.Since the compound contains an amine structure in the core structure, it can have an appropriate energy level as a hole injecting and / or hole transporting material in the organic light emitting device. In the present invention, a compound having an appropriate energy level according to the substituent group is selected and used in an organic light emitting device, thereby realizing a device having a low driving voltage and high optical efficiency.
또한, 상기 코어 구조에 다양한 치환기를 도입함으로써 에너지 밴드갭을 미세하게 조절이 가능하게 하며, 한편으로 유기물 사이에서의 계면에서의 특성을 향상되게 하며 물질의 용도를 다양하게 할 수 있다.Further, by introducing various substituent groups into the core structure, it is possible to finely control the energy band gap, and the characteristics at the interface between the organic materials can be improved and the use of the material can be diversified.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유리 전이 온도(Tg)가 높아 열적 안정성이 우수하다. 이러한 열적 안정성의 증가는 소자에 구동 안정성을 제공하는 중요한 요인이 된다.On the other hand, the compound represented by the formula (1) has a high glass transition temperature (Tg) and is excellent in thermal stability. This increase in thermal stability is an important factor in providing drive stability to the device.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 구비된 1 개 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 유기 발광 소자일 수 있다.In addition, one embodiment of the present disclosure includes a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic compound layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic compound layers includes a compound represented by Formula 1 .
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기물층은 발광층을 포함하는 유기 발광 소자일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic layer may be an organic light emitting device including a light emitting layer.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic material layer of the organic light emitting device may further include at least one selected from the group consisting of a hole transporting layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer.
또한 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 상기 유기물층은 정공수송층을 포함하고, 상기 화학식1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 정공수송층일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic material layer of the organic light emitting device includes a hole transporting layer, and the organic material layer including the compound of Formula 1 may be a hole transporting layer.
본 명세서의 유기 발광 소자는 전술한 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 한 층 이상의 유기물층을 형성하는 것을 제외하고는, 통상의 유기 발광 소자의 제조방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.The organic light emitting device of the present invention can be manufactured by a conventional method and materials for manufacturing an organic light emitting device, except that one or more organic compound layers are formed using the compound represented by the above-described formula (1).
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The compound represented by Formula 1 may be formed into an organic layer by a solution coating method as well as a vacuum deposition method in the production of an organic light emitting device. Here, the solution coating method refers to spin coating, dip coating, inkjet printing, screen printing, spraying, roll coating, and the like, but is not limited thereto.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나, 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기물층을 포함할 수 있다.The organic material layer of the organic light emitting device of the present invention may have a single layer structure, but may have a multilayer structure in which two or more organic material layers are stacked. For example, the organic light emitting device of the present invention may have a structure including a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer as an organic material layer. However, the structure of the organic light emitting device is not limited thereto, and may include a smaller number of organic layers.
따라서, 본 명세서의 유기 발광 소자에서, 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 및 정공 주입 및 정공 수송을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.Therefore, in the organic light emitting device of the present specification, the organic material layer may include at least one of a hole injecting layer, a hole transporting layer, and a layer simultaneously injecting holes and transporting holes, Lt; / RTI >
또한, 상기 유기물층은 발광층을 포함할 수 있고, 상기 발광층이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.In addition, the organic material layer may include a light emitting layer, and the light emitting layer may include a compound represented by the general formula (1).
또한, 상기 유기물층은 전자 수송층, 전자 주입층, 및 전자 수송 및 전자 주입을 동시에 하는 층 중 1층 이상을 포함할 수 있고, 상기 층들 중 1층 이상이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The organic material layer may include at least one of an electron transporting layer, an electron injecting layer, and a layer that simultaneously performs electron transport and electron injection, and at least one of the layers may include a compound represented by Formula 1 have.
이와 같은 다층 구조의 유기물층에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 발광층, 정공 주입/정공 수송과 발광을 동시에 하는 층, 정공 수송과 발광을 동시에 하는 층, 또는 전자 수송과 발광을 동시에 하는 층 등에 포함될 수 있다.In the organic compound layer having such a multi-layer structure, the compound represented by Formula 1 may be included in a light emitting layer, a layer that simultaneously transports and injects holes, a layer that simultaneously transports light and light, or a layer that simultaneously transports electrons and emits light have.
예컨대, 본 발명의 유기 발광 소자의 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같은 구조를 가질 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.For example, the structure of the organic light emitting device of the present invention may have a structure as shown in FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited thereto.
도 1에는 기판(1) 위에 양극(2), 유기물층(3) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 유기물층(3)에 포함될 수 있다.1 shows a structure of an organic light emitting device in which a
도 2에는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7), 전자 수송층(8) 및 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 상기 화합물은 상기 정공 주입층(5), 정공 수송층(6), 발광층(7) 또는 전자 수송층(8)에 포함될 수 있다.2 shows an organic light emitting device in which an
예컨대, 본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(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 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수도 있다.For example, the organic light emitting device according to the present invention may be formed by using a physical vapor deposition (PVD) method such as sputtering or e-beam evaporation to form a metal oxide or a metal oxide having conductivity on the substrate, To form an anode, an organic material layer including a hole injection layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, and an electron transporting layer is formed on the anode, and a material which can be used as a cathode is deposited thereon. In addition to such a method, an organic light emitting device may be formed by sequentially depositing a cathode material, an organic material layer, and a cathode material on a substrate.
상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수 있다. 또한, 상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.The organic material layer may have a multi-layer structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, but is not limited thereto and may have a single layer structure. The organic material layer may be formed using a variety of polymeric materials by a method such as a solvent process such as spin coating, dip coating, doctor blading, screen printing, inkjet printing, Layer.
상기 제 1 전극은 양극 또는 음극일 수 있다. The first electrode may be an anode or a cathode.
상기 제 2 전극은 양극 또는 음극일 수 있다.The second electrode may be an anode or a cathode.
상기 양극 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 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-메틸화합물의), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)화합물의](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.As the anode material, a material having a large work function is preferably used so that hole injection can be smoothly conducted into the organic material layer. Specific examples of the cathode material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methyl compounds), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) compounds] (PEDT), polypyrrole and polyaniline.
상기 양극 물질은 양극에 한정되지 않으며, 음극 물질로도 사용될 수 있다.The positive electrode material is not limited to the positive electrode and can also be used as a negative electrode material.
상기 음극 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 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.The negative electrode material is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer. Specific examples of the negative electrode material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Layer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, but are not limited thereto.
상기 음극 물질은 음극에 한정되지 않으며, 양극 물질로도 사용될 수 있다.The negative electrode material is not limited to the negative electrode, and may also be used as a positive electrode material.
상기 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리화합물의 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.As the hole injecting material, it is preferable that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the hole injecting material is between the work function of the anode material and the HOMO of the surrounding organic layer. Specific examples of the hole injecting material include metal porphyrine, oligothiophene, arylamine-based organic materials, hexanitrile hexaazatriphenylene-based organic materials, quinacridone-based organic materials, perylene , An anthraquinone, and a conductive polymer of polyaniline and a poly-compound, but the present invention is not limited thereto.
상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.As the hole transporting material, a material capable of transporting holes from the anode or the hole injecting layer to the light emitting layer and having high mobility to holes is suitable. Specific examples include arylamine-based organic materials, conductive polymers, and block copolymers having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
상기 발광 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 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.The light emitting material is preferably a material capable of emitting light in the visible light region by transporting and receiving holes and electrons from the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively, and having good quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence. Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compounds; Compounds of the benzoxazole, benzothiazole and benzimidazole series; Polymers of poly (p-phenylenevinylene) (PPV) series; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene, and the like, but are not limited thereto.
상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.As the electron transporting material, a material capable of transferring electrons from the cathode well into the light emitting layer, which is suitable for electrons, is suitable. Specific examples include an Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.The organic light emitting device according to the present invention may be a front emission type, a back emission type, or a both-sided emission type, depending on the material used.
본 발명에 따른 화합물은 유기 태양 전지, 유기 감광체, 유기 트랜지스터 등을 비롯한 유기 전자 소자에서도 유기 발광 소자에 적용되는 것과 유사한 원리로 작용할 수 있다.The compound according to the present invention may act on a principle similar to that applied to organic light emitting devices in organic electronic devices including organic solar cells, organic photoconductors, organic transistors and the like.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조방법 및 이들을 이용한 유기 발광 소자의 제조는 이하의 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.The method for preparing the compound represented by Formula 1 and the preparation of the organic light emitting device using the same will be described in detail in the following Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention and the scope of the present invention is not limited thereto.
<< 실시예Example >>
<< 제조예Manufacturing example 1> 화학식 1-3의 제조 1> Preparation of Formulas 1-3
화합물 1-1 화합물 2-1 화학식 1-3Compound 1-1 Compound 2-1 Compound 1-3
<화합물 1-1의 제조>≪ Preparation of Compound 1-1 >
500ml 둥근 바닥 플라스크에 N-에틸-카바졸(N-ethyl-carbazole(CAS No. 86-28-2))(20g, 102.4mmol)을 넣고 클로로포름 350ml를 넣고 교반한다. N-브로모수신이미드(38.3g, 215mmol)를 서서히 넣어준 후 5시간 동안 상온에서 교반한다. 반응 종료 후 티오황산나트륨 수용액 100ml를 넣고 20분 동안 교반한 후 유기층을 분리한다. 분리된 유기층을 염화나트륨 수용액 200ml로 씻어 준 후 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용액을 여과한 후 감압농축시키고 헥산으로 재결정하여 화합물 1-1(32.9g, 93.2mmol)을 수율 91%로 얻었다. N-ethyl-carbazole (CAS No. 86-28-2) (20 g, 102.4 mmol) was added to a 500 ml round bottom flask, and 350 ml of chloroform was added thereto and stirred. N-bromosuccinimide (38.3 g, 215 mmol) was slowly added thereto, followed by stirring at room temperature for 5 hours. After completion of the reaction, 100 ml of an aqueous sodium thiosulfate solution is added and stirred for 20 minutes, and then the organic layer is separated. The separated organic layer was washed with 200 ml of an aqueous solution of sodium chloride and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was filtered, concentrated under reduced pressure and recrystallized with hexane to obtain Compound 1-1 (32.9 g, 93.2 mmol) in a yield of 91%.
MS : [M+H] +=354MS: [M + H] < + > = 354
<화합물 2-1의 제조><Preparation of Compound 2-1>
500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-1(30g, 85mmol)과 4-클로로페닐보론산(14.6g, 93.5mmol), 탄산칼륨(23.5g, 170mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(1.4g, 1.2mmol), 테트라하이드로퓨란 200ml, 물 100ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 테트라하이드로퓨란과 에탄올로 재결정하여 화합물 2-1(26.7g, 64.1mmol)을 수율 75.4%로 얻었다. To a 500 ml round bottom flask were added the compound 1-1 (30 g, 85 mmol), 4-chlorophenylboronic acid (14.6 g, 93.5 mmol), potassium carbonate (23.5 g, 170 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium g, 1.2 mmol), 200 ml of tetrahydrofuran, and 100 ml of water, and the mixture was refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and recrystallized from tetrahydrofuran and ethanol to obtain Compound 2-1 (26.7 g, 64.1 mmol) in a yield of 75.4%.
MS : [M+H]+=416MS: [M + H] < + > = 416
<화학식 1-3의 제조><Preparation of Formulas 1-3>
500ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 2-1(10g, 24mmol)와 N-(바이페닐-4-일)-N-페닐아민(N-(biphenyl-4-yl)-N-phenylamine(CAS No. 32228-99-2))(12.4g, 50.4mmol), 나트륨 터트-부톡사이드(6g, 62.4mmol), 비스(트리터트-부틸포스핀)팔라듐(0.3g, 0.6mmol), 자일렌 250ml를 넣고 7시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 셀라이트 545 20g을 넣고 30분 동안 교반한다. 반응액을 여과하고 감압증류하여 농축시킨다. 클로로포름과 에탄올로 재결정하여 화학식 1-3(13.5g, 16.2mmol)을 수율 67.4%로 얻었다. (10 g, 24 mmol) and N- (biphenyl-4-yl) -N-phenylamine (CAS No. 32228 (6 g, 62.4 mmol), bis (tri-tert-butylphosphine) palladium (0.3 g, 0.6 mmol) and xylene (250 ml) And the mixture is refluxed with stirring for a period of time. Cool to room temperature, add 20 g of Celite 545 and stir for 30 minutes. The reaction solution is filtered and concentrated under reduced pressure. Recrystallization from chloroform and ethanol gave the compound of Formula 1-3 (13.5 g, 16.2 mmol) in 67.4% yield.
MS : [M+H]+=834MS: [M + H] < + > = 834
<< 제조예Manufacturing example 2> 화학식 1-8의 제조 2> Preparation of Formulas 1-8
화합물 1-2 화합물 2-2 화학식 1-8 Compound 1-2 Compound 2-2 Compound 1-8
<화합물 1-2의 제조><Preparation of Compound 1-2>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 수산화칼륨(15.5g, 276mmol)과 아세톤 80ml를 넣고 30분간 교반하고, 벤조[a]카바졸(benzo[a]carbazole(CAS No. 239-01-0))(10g, 46mmol)을 넣고 3시간 동안 교반 후 브로모에탄(7.5g, 69mmol)을 서서히 넣어준다. 13시간 동안 반응 후 반응액을 물 1L에 붓는다. 생성된 고체를 여과하고 에탄올로 재결정하여 화합물 1-2(9.1g, 37.1mmol)을 수율 80.6%로 얻었다. (15.5 g, 276 mmol) and acetone (80 ml) were placed in a 250 ml round-bottomed flask and stirred for 30 minutes to obtain benzo [a] carbazole (CAS No. 239-01-0) ). After stirring for 3 hours, add bromoethane (7.5 g, 69 mmol) slowly. After reaction for 13 hours, pour reaction liquid into 1 L of water. The resulting solid was filtered and recrystallized from ethanol to obtain Compound 1-2 (9.1 g, 37.1 mmol) in a yield of 80.6%.
MS : [M+H]+=246MS: [M + H] < + > = 246
<화합물 2-2의 제조><Preparation of Compound 2-2>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-2(5g, 20.4mmol)을 넣고 클로로포름 120ml를 넣고 교반한다. N-브로모수신이미드(7.6g, 42.8mmol)를 서서히 넣어준 후 5시간 동안 상온에서 교반한다. 반응 종료 후 티오황산나트륨 수용액 70ml를 넣고 20분 동안 교반한 후 유기층을 분리한다. 분리된 유기층을 염화나트륨 수용액 100ml로 씻어 준 후 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용액을 여과한 후 감압농축시키고 에탄올로 재결정하여 화합물 2-2(6.9g, 17.1mmol)를 수율 84%로 얻었다. The above compound 1-2 (5 g, 20.4 mmol) is added to a 250 ml round bottom flask, 120 ml of chloroform is added and the mixture is stirred. N-bromosuccinimide (7.6 g, 42.8 mmol) was slowly added thereto, followed by stirring at room temperature for 5 hours. After the completion of the reaction, 70 ml of an aqueous sodium thiosulfate solution was added, stirred for 20 minutes, and then the organic layer was separated. The separated organic layer was washed with 100 ml of an aqueous sodium chloride solution and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was filtered, concentrated under reduced pressure and recrystallized from ethanol to obtain Compound 2-2 (6.9 g, 17.1 mmol) in a yield of 84%.
MS : [M+H] +=404MS: [M + H] < + > = 404
<화학식 1-8의 제조><Preparation of Formulas 1-8>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 2-2(6g, 14.9mmol)와 4-[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]페닐보로닉산(4-[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]phenylboronic acid(CAS No. 717888-41-0))(11.1g, 32.8mmol), 탄산칼륨(8.2g, 59.6mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4g, 0.3mmol), 테트라하이드로퓨란 80ml, 물 40ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 컬럼정제하여 화학식 1-8(8.1g, 9.7mmol)을 수율 65.4%로 얻었다. To a 250 ml round bottom flask was added the above compound 2-2 (6 g, 14.9 mmol) and 4- [N- (1-naphthyl) -N- phenylamino] phenylboronic acid 4- [N- (1-naphthyl) N-phenylamino] phenylboronic acid (CAS No. 717888-41-0) (11.1 g, 32.8 mmol), potassium carbonate (8.2 g, 59.6 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium ), 80 ml of tetrahydrofuran and 40 ml of water, and the mixture is refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and purified by column to obtain the compound of Formula 1-8 (8.1 g, 9.7 mmol) in a yield of 65.4%.
MS : [M+H]+=832MS: [M + H] < + > = 832
<< 제조예Manufacturing example 3> 화학식 1-9의 제조 3> Preparation of Formulas 1-9
화합물 1-3 화학식 1-9Compound 1-3 1-9
<화합물 1-3의 제조><Preparation of Compound 1-3>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 제조예 2의 화합물 2-2(5g, 12.4mmol)와 4-클로로페닐보론산(4.3g, 27.3mmol), 탄산칼륨(6.9g, 49.6mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4g, 0.3mmol), 테트라하이드로퓨란 80ml, 물 30ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 테트라하이드로퓨란과 에탄올로 재결정하여 화합물 1-3(4.3g, 9.2mmol)을 수율 74.3%로 얻었다. (4.3 g, 27.3 mmol), potassium carbonate (6.9 g, 49.6 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium Phosphine) palladium (0.4 g, 0.3 mmol), tetrahydrofuran (80 ml) and water (30 ml) were added and the mixture was refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and recrystallized from tetrahydrofuran and ethanol to obtain Compound 1-3 (4.3 g, 9.2 mmol) in a yield of 74.3%.
MS : [M+H]+=466MS: [M + H] < + > = 466
<화학식 1-9의 제조><Preparation of Formulas 1-9>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-3(4g, 8.6mmol)과 N-(바이페닐-4-일)-N-페닐아민(N-(biphenyl-4-yl)-N-phenylamine(CAS No. 32228-99-2))(4.6g, 18.9mmol), 나트륨 터트-부톡사이드(2.1g, 22.4mmol), 비스(트리터트-부틸포스핀)팔라듐(0.1g, 0.2mmol), 자일렌 100ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 셀라이트 545 10g을 넣고 30분 동안 교반한다. 반응액을 여과하고 감압증류하여 농축시킨다. 컬럼정제하여 화학식 1-9(4.5g, 5.1mmol)를 수율 59.3%로 얻었다. The compound 1-3 (4 g, 8.6 mmol) and N- (biphenyl-4-yl) -N-phenylamine (CAS No. 2) were added to a 250 ml round bottom flask. Palladium (0.1 g, 0.2 mmol) and 100 ml of xylene were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser and a reflux condenser, And refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature, add 10 g of Celite 545 and stir for 30 minutes. The reaction solution is filtered and concentrated under reduced pressure. Column purification afforded the compound of formula 1-9 (4.5 g, 5.1 mmol) in 59.3% yield.
MS : [M]+=883MS: [M] < + & gt ; = 883
<< 제조예Manufacturing example 4> 화학식 2-1의 제조 4> Preparation of Formula 2-1
화합물 1-4 화학식 2-1 Compound 1-4 Compound 2-1
<화합물 1-4의 제조>≪ Preparation of Compound (1-4)
250ml 둥근 바닥 플라스크에 3-브로모-9-에틸카바졸(3-bromo-9-ethylcarbazole(CAS No. 57102-97-3))(5g, 18.2mmol)와 4-클로로페닐보론산(3.1g, 20mmol), 탄산칼륨(6.3g, 45.5mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4g, 0.3mmol), 테트라하이드로퓨란 80ml, 물 30ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 헥산으로 재결정하여 화합물 1-4(3.7g, 12.1mmol)를 수율 66.3%로 얻었다. To a 250 ml round bottom flask was added 3-bromo-9-ethylcarbazole (CAS No. 57102-97-3) (5 g, 18.2 mmol) and 4-chlorophenylboronic acid , Potassium carbonate (6.3 g, 45.5 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.4 g, 0.3 mmol), 80 ml of tetrahydrofuran and 30 ml of water were added and refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and recrystallized with hexane to obtain Compound 1-4 (3.7 g, 12.1 mmol) in a yield of 66.3%.
MS : [M+H]+=306MS: [M + H] < + > = 306
<화학식 2-1의 제조><Preparation of Formula 2-1>
100ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-4(3g, 9.8mmol)과 비스-바이페닐-4일-아민(bis-biphenyl-4-yl-amine(CAS No. 102113-98-4))(3.5g, 10.8mmol), 나트륨 터트-부톡사이드(1.2g, 12.7mmol), 비스(트리터트-부틸포스핀)팔라듐(0.1g, 0.2mmol), 자일렌 60ml를 넣고 8시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 셀라이트 545 7g을 넣고 30분 동안 교반한다. 반응액을 여과하고 감압증류하여 농축시킨다. 컬럼정제하여 화학식 2-1(4.7g, 5.1mmol)을 수율 81.1%로 얻었다. To a 100 ml round bottom flask was added the above compound 1-4 (3 g, 9.8 mmol) and bis-biphenyl-4-yl-amine (CAS No. 102113-98-4) (1.2 g, 12.7 mmol), bis (tri-tert-butylphosphine) palladium (0.1 g, 0.2 mmol) and xylene (60 ml) were added and refluxed with stirring for 8 hours. Cool to room temperature, add 7 g of Celite 545 and stir for 30 minutes. The reaction solution is filtered and concentrated under reduced pressure. Column purification afforded the compound of Formula 2-1 (4.7 g, 5.1 mmol) in 81.1% yield.
MS : [M+H]+=591MS: [M + H] < + > = 591
<< 제조예Manufacturing example 5> 화학식 2-13의 제조 5> Preparation of Formula 2-13
화합물 1-5 화합물 2-5 화학식 2-13Compound 1-5 Compound 2-5 Compound 2-13
<화합물 1-5의 제조>≪ Preparation of Compound 1-5 >
250ml 둥근 바닥 플라스크에 제조예 2의 화합물 1-2(8g, 32.6mmol)을 넣고 클로로포름 150ml를 넣고 교반한다. N-브로모수신이미드(5.8g, 32.6mmol)를 서서히 넣어준 후 4시간 동안 상온에서 교반한다. 반응 종료 후 티오황산나트륨 수용액 70ml를 넣고 20분 동안 교반한 후 유기층을 분리한다. 분리된 유기층을 염화나트륨 수용액 100ml로 씻어 준 후 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용액을 여과한 후 감압농축시키고 헥산으로 재결정하여 화합물 1-5(8.2g, 25.3mmol)를 수율 77.6%로 얻었다. In a 250 ml round bottom flask, Compound 1-2 (8 g, 32.6 mmol) of Preparation Example 2 was added, and 150 ml of chloroform was added thereto and stirred. N-Bromosuccinimide (5.8 g, 32.6 mmol) was slowly added thereto, followed by stirring at room temperature for 4 hours. After the completion of the reaction, 70 ml of an aqueous sodium thiosulfate solution was added, stirred for 20 minutes, and then the organic layer was separated. The separated organic layer was washed with 100 ml of an aqueous sodium chloride solution and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solution was filtered, concentrated under reduced pressure and recrystallized with hexane to obtain Compound 1-5 (8.2 g, 25.3 mmol) in a yield of 77.6%.
MS : [M+H] +=325MS: [M + H] < + > = 325
<화합물 2-5의 제조><Preparation of Compound 2-5>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-5(8g, 24.7mmol)과 4-클로로페닐보론산(4.3g, 27.2mmol), 탄산칼륨(6.8g, 49.4mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4g, 0.3mmol), 테트라하이드로퓨란 80ml, 물 30ml를 넣고 10시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 헥산으로 재결정하여 화합물 2-5(7.3g, 20.5mmol)를 수율 83.1%로 얻었다. (4.3g, 27.2mmol), potassium carbonate (6.8g, 49.4mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium < (0.4 g, 0.3 mmol), 80 ml of tetrahydrofuran and 30 ml of water were added, and the mixture was refluxed with stirring for 10 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and recrystallized with hexane to obtain Compound 2-5 (7.3 g, 20.5 mmol) in a yield of 83.1%.
MS : [M+H]+=356MS: [M + H] < + > = 356
<화학식 2-13의 제조><Preparation of Formulas 2-13>
100ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 2-5(6g, 16.9mmol)와 N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine(CAS No. 897671-69-1))(6.7g, 18.6mmol), 나트륨 터트-부톡사이드(2.1g, 22mmol), 비스(트리터트-부틸포스핀)팔라듐(0.1g, 0.2mmol), 자일렌 60ml를 넣고 6시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 셀라이트 545 8g을 넣고 30분 동안 교반한다. 반응액을 여과하고 감압증류하여 농축시킨다. 컬럼정제하여 화학식 2-13(7.9g, 11.6mmol)을 수율 68.8%로 얻었다. To a 100 ml round bottom flask was added the above compound 2-5 (6 g, 16.9 mmol) and N- (biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl- (CAS No. 897671-69-1) (6.7 g, 18.6 mmol), sodium tert-butoxide (2.1 g, 22 mmol), bis Tert-butylphosphine) palladium (0.1 g, 0.2 mmol) and 60 ml of xylene were added thereto and refluxed with stirring for 6 hours. Cool to room temperature, add 8 g of Celite 545 and stir for 30 minutes. The reaction solution is filtered and concentrated under reduced pressure. The column was purified to obtain the compound of Formula 2-13 (7.9 g, 11.6 mmol) in a yield of 68.8%.
MS : [M+H]+=681MS: [M + H] < + > = 681
<< 제조예Manufacturing example 6> 화학식 2-14의 제조 6> Preparation of Formulas 2-14
화합물 1-6 화합물 2-6 화학식 2-14 Compound 1-6 Compound 2-6 Compound 2-14
<화합물 1-6의 제조><Preparation of Compound 1-6>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 8-브로모-11H-벤조[a]카바졸(8-bromo-11H-benzo[a]carbazole(CAS No. 21064-34-6))(10g, 33.8mmol)과 탄산칼륨(9.3g, 67.5mmol), 브로모에탄(7.4g, 67.5mmol), N,N-디메틸포름아미드 100ml를 넣고 110℃로 20시간 동안 교반한다. 반응 종료 후 반응액을 물에 붓고 에틸 에테르 100ml로 3회 추출한다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고 감압증류하여 농축시킨다. 컬럼정제하여 화합물 1-6 (7.2g, 22.2mmol)을 수율 65.7%로 얻었다. A mixture of 8-bromo-11H-benzo [a] carbazole (CAS No. 21064-34-6) (10 g, 33.8 mmol) and potassium carbonate (9.3 g, 67.5 mmol), bromoethane (7.4 g, 67.5 mmol) and N, N-dimethylformamide (100 ml) were added and the mixture was stirred at 110 ° C for 20 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water and extracted three times with 100 ml of ethyl ether. The organic layer was dried with magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The column was purified to obtain Compound 1-6 (7.2 g, 22.2 mmol) in a yield of 65.7%.
MS : [M+H]+=325MS: [M + H] < + > = 325
<화합물 2-6의 제조><Preparation of Compound 2-6>
250ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 1-6(7g, 21.6mmol)과 4-클로로페닐보론산(3.7g, 23.7mmol), 탄산칼륨(6g, 43.2mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.4g, 0.3mmol), 테트라하이드로퓨란 80ml, 물 30ml를 넣고 7시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 유기층을 분리한다. 감압증류하여 농축시키고 헥산으로 재결정하여 화합물 2-6(5.9g, 16.6mmol)를 수율 76.8%로 얻었다. (7 g, 21.6 mmol), 4-chlorophenylboronic acid (3.7 g, 23.7 mmol), potassium carbonate (6 g, 43.2 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium 0.4 g, 0.3 mmol), 80 ml of tetrahydrofuran and 30 ml of water were added, and the mixture was refluxed with stirring for 7 hours. Cool to room temperature and separate the organic layer. Concentrated under reduced pressure, and recrystallized with hexane to obtain Compound 2-6 (5.9 g, 16.6 mmol) in a yield of 76.8%.
MS : [M+H]+=356MS: [M + H] < + > = 356
<화학식 2-14의 제조><Preparation of Formulas 2-14>
100ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 화합물 2-6(5g, 14.1mmol)와 N-(바이페닐)-4-일)-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine(CAS No. 897671-69-1))(5.6g, 15.5mmol), 나트륨 터트-부톡사이드(1.8g, 18.3mmol), 비스(트리터트-부틸포스핀)팔라듐(0.1g, 0.2mmol), 자일렌 60ml를 넣고 5시간 동안 교반하면서 환류시킨다. 상온으로 냉각시키고 셀라이트 545 8g을 넣고 30분 동안 교반한다. 반응액을 여과하고 감압증류하여 농축시킨다. 컬럼정제하여 화학식 2-14(6.3g, 9.3mmol)을 수율 65.9%로 얻었다. (5 g, 14.1 mmol) and N- (biphenyl) -4-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluoren- (CAS No. 897671-69-1) (5.6 g, 15.5 mmol), sodium tert-butoxide (1.8 g, 18.3 mmol), bis (Tri-tert-butylphosphine) palladium (0.1 g, 0.2 mmol) and 60 ml of xylene, and the mixture was refluxed with stirring for 5 hours. Cool to room temperature, add 8 g of Celite 545 and stir for 30 minutes. The reaction solution is filtered and concentrated under reduced pressure. The column was purified to obtain the compound of Formula 2-14 (6.3 g, 9.3 mmol) in a yield of 65.9%.
MS : [M+H]+=681MS: [M + H] < + > = 681
<< 실험예Experimental Example 1> 유기 발광 소자의 제조 1 > Preparation of organic light emitting device
ITO (indium tin oxide)가 1000 Å두께로 박막 코팅된 유리 기판 (corning 7059 glass)을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때 세제로는 Fischer Co.의 제품을 사용하였으며 증류수로는 Millipore Co. 제품의 필터 (Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30 분간 세척한 후, 증류수로 2 회 반복하여 초음파 세척을 10 분간 진행하였다. 증류수 세척이 끝난 후, 이소프로필알콜, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송시켰다. 또한 산소플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5 분간 건식 세정한 후 진공 증착기로 기판을 이송시켰다.A glass substrate (corning 7059 glass) coated with ITO (indium tin oxide) with a thickness of 1000 Å was placed in distilled water containing detergent and washed with ultrasonic waves. As a detergent, a product of Fischer Co. was used. Distilled water used was Millipore Co. Distilled water, which was filtered by the filter of the product, was used. After the ITO was washed for 30 minutes, ultrasonic washing was repeated 10 times with distilled water twice. After the distilled water was washed, it was ultrasonically washed with a solvent such as isopropyl alcohol, acetone, or methanol, dried, and transferred to a plasma cleaner. The substrate was dry-cleaned using oxygen plasma for 5 minutes, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 전극 위에 하기 화학식의 화합물인 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌 (hexanitrile hexaazatriphenylene: 이하 HAT라 함)을 300 Å두께로 열 진공 증착하여 박막을 형성하였다. 이 박막에 의하여 기판과 정공주입층 사이의 계면 특성을 향상시킬 수 있다. 이어서, 상기 박막 위에 화학식 1-3을 200Å두께로 증착하여 정공수송층을 형성하고 그 위에 하기 화학식 HT1의 화합물을 100 Å두께로 증착하여 전자차단층을 형성하였다. 이어서, CBP에 Ir(ppy)3를 10 중량% 도핑하여 두께 300 Å발광층을 형성하였다. 그 위에 BCP를 50 Å두께의 정공차단층을 형성하고, 이어서 하기 화학식의 전자수송층 물질을 300Å 두께로 증착하여 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 위에 순차적으로 12 Å두께의 리튬 플루오라이드 (LiF)와 2000 Å두께의 알루미늄을 증착하여 캐소드를 형성하였다.Hexanitrile hexaazatriphenylene (HAT), a compound of the following formula, was thermally vacuum deposited on the ITO transparent electrode prepared as described above to a thickness of 300 Å to form a thin film. This thin film can improve the interface characteristics between the substrate and the hole injection layer. Then, a hole transporting layer was formed by depositing Formula 1-3 on the thin film to a thickness of 200 Å, and a compound having the following Formula HT1 was deposited thereon to a thickness of 100 Å to form an electron blocking layer. Subsequently, CBP was doped with Ir (ppy) 3 in an amount of 10 wt% to form a 300 Å thick light emitting layer. Then, a hole blocking layer having a thickness of 50 Å was formed by BCP on the hole blocking layer, and then an electron transporting layer material of the following formula was deposited to a thickness of 300 Å to form an electron transporting layer. Lithium fluoride (LiF) 12 Å thick and aluminum 2000 Å thick were sequentially deposited on the electron transport layer to form a cathode.
상기의 과정에서 유기물의 증착속도는 0.3 ~ 0.8 Å / sec로 유지하였다. 또한, 캐소드의 리튬플루오라이드는 0.3 Å / sec, 알루미늄은 1.5 ~ 2.5 Å / sec의 증착 속도를 유지하였다. 증착시 진공도는 1~3 × 10-7로 유지하였다.In the above process, the deposition rate of the organic material was maintained at 0.3 to 0.8 Å / sec. The deposition rate of lithium fluoride at the cathode was maintained at 0.3 A / sec and aluminum at the deposition rate was maintained at 1.5 to 2.5 A / sec. The degree of vacuum during the deposition was maintained at 1 to 3 × 10 -7 .
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.31 V의 전계를 보였으며, 54.6 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다. The fabricated device showed an electric field of 5.31 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum showing a current efficiency of 54.6 cd / A.
<< 실험예Experimental Example 2> 유기 발광 소자의 제조 2 > Production of organic light emitting device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 화학식 1-9의 화합물로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of the formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was substituted with the compound of the formula 1-9.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.28 V의 전계를 보였으며, 54.9 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The fabricated device exhibited an electric field of 5.28 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 54.9 cd / A.
<< 실험예Experimental Example 3> 유기 발광 소자의 제조 3> Production of organic light emitting device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 화학식 1-9의 화합물로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of the formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was substituted with the compound of the formula 1-9.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.38 V의 전계를 보였으며, 54.1 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The fabricated device exhibited an electric field of 5.38 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 54.1 cd / A.
<< 실험예Experimental Example 4> 유기 발광 소자의 제조 4> Manufacturing of organic light emitting device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 화학식 2-1의 화합물로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of Formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was substituted with the compound of Formula 2-1.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.19 V의 전계를 보였으며, 54.8 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The fabricated device exhibited an electric field of 5.19 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 54.8 cd / A.
<< 실험예Experimental Example 5> 유기 발광 소자의 제조 5> Production of Organic Light Emitting Device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 화학식 2-13의 화합물로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of Formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was substituted with the compound of Formula 2-13.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.21 V의 전계를 보였으며, 54.6 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The fabricated device exhibited an electric field of 5.21 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 54.6 cd / A.
<< 실험예Experimental Example 6> 유기 발광 소자의 제조 6> Fabrication of organic light emitting device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 화학식 2-14의 화합물로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of Formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was substituted with the compound of Formula 2-14.
제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.15 V의 전계를 보였으며, 55.9 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The fabricated device exhibited an electric field of 5.15 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 55.9 cd / A.
<< 비교예Comparative Example > 유기 발광 소자의 제조 > Fabrication of Organic Light Emitting Device
상기 실시예 1에서 정공수송층으로 사용한 화학식 1-3의 화합물을 NPB로 치환한 것을 제외하고는 동일한 소자를 제작하였다. The same device was fabricated except that the compound of the formula 1-3 used as the hole transport layer in Example 1 was replaced with NPB.
화학식 1-3의 화합물을 포함하여 제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.31 V의 전계를 보였으며, 54.6 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The device including the compound of Formulas 1-3 showed an electric field of 5.31 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum showing a current efficiency of 54.6 cd / A.
NPB를 포함하여 제조된 소자는 순방향 전류밀도 10 mA/cm2에서 5.51 V의 전계를 보였으며, 53.2 cd/A의 전류 효율을 보이는 스펙트럼이 관찰되었다.The device including NPB exhibited an electric field of 5.51 V at a forward current density of 10 mA / cm 2 and a spectrum exhibiting a current efficiency of 53.2 cd / A.
[NPB][NPB]
Claims (15)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
A 및 B는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠고리; 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌고리를 나타내고,
R1은 알킬기이며,
L1 및 L2는 중 적어도 하나는 아릴렌기이고, 나머지는 직접결합이거나, 방향족 고리기이며,
n이 0인 경우, L1은 수소이며,
m이 0인 경우, L2는 수소이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1이고, 동시에 0인 경우는 제외하며,
X 및 Y는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 아릴기 또는 디메틸플루오렌이다.A compound represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
A and B are the same or different and each independently represents a substituted or unsubstituted benzene ring; Or a substituted or unsubstituted naphthalene ring,
R1 is an alkyl group,
At least one of L1 and L2 is an arylene group and the remainder is a direct bond or an aromatic ring group,
When n is 0, L1 is hydrogen,
When m is 0, L2 is hydrogen,
n and m are each independently 0 or 1, and when they are simultaneously 0,
X and Y are each independently represented by the following formula (2)
(2)
In Formula 2,
Ar1 and Ar2 are each independently an aryl group or dimethylfluorene.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
A, B, R1, L1 및 L2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고, Ar3 내지 Ar6는 상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2의 정의와 동일하다.The compound according to claim 1, wherein the compound represented by Formula 1 is represented by Formula 3:
(3)
In Formula 3,
A, B, R 1, L 1 and L 2 have the same definitions as in the above formula (1), and Ar 3 to Ar 6 have the same definitions as Ar 1 and Ar 2 in the above formula (2).
[화학식 4]
상기 화학식 4에서,
A, B, R1, L1 및 L2는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고, Ar7 및 Ar8은 상기 화학식 2의 Ar1 및 Ar2의 정의와 동일하다.The compound according to claim 1, wherein the compound represented by Formula 1 is represented by Formula 4:
[Chemical Formula 4]
In Formula 4,
A, B, R 1, L 1 and L 2 have the same definitions as in the above formula (1), and Ar 7 and Ar 8 have the same definitions as Ar 1 and Ar 2 in the above formula (2).
상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 위에 상기 청구항 1, 2, 4 내지 6 및 8 내지 10 중 어느 하나의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층을 형성하는 단계; 및
상기 유기물층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조방법.Preparing a substrate;
Forming a first electrode on the substrate;
Forming an organic material layer containing a compound represented by formula (1) in any one of claims 1, 2, 4 to 6, and 8 to 10 on the first electrode; And
And forming a second electrode on the organic material layer.
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