KR102004387B1

KR102004387B1 - 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자

Info

Publication number: KR102004387B1
Application number: KR1020120040346A
Authority: KR
Inventors: 김시인; 김남이
Original assignee: 에스에프씨 주식회사
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2019-07-26
Also published as: KR20130117281A

Abstract

본 발명은 신규한 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계 발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자는 구동전압, 발광효율 등의 발광특성에 있어 우수한 효과가 있다.

Description

이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자{Heterocyclic com pounds and organic light-emitting diode including the same}

본 발명은 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동전압, 발광효율 등의 발광특성이 우수하고 안정적인 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다

최근 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기전계발광소자는 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liguid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하며 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목받고 있다.

유기전계발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.

유기 발광 현상을 이용하는 유기전계발광소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전계발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기전계발광소자의 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.

유기전계발광소자는 플라스틱과 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계 발광(EL) 디스플레이에 비해 10V이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기전계발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.

유기전계발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기전계발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 신규한 이형고리 화합물을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 이형고리 화합물을 이용하여 구동전압이 낮고 발광효율이 개선된 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 하기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

R₁ 내지 R₁₀은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군에서 선택되며,

m 또는 n은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 3 내지 6 사이의 정수이고,

상기 R₁ 내지 R₁₀은 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 알콕시기, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴아미노기,　탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 아릴옥시기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, -SiR₁₁R₁₂R₁₃ 또는 -NR₁₄R₁₅로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해서 치환될 수 있으며,

상기 R₁₁ 내지 R₁₅는 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,

애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 이형고리 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층을 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 이형고리 화합물은 기존의 물질에 비하여 안정적이고, 구동전압 또는 전류 효율 등에 있어서 우수한 발광 특성을 가지므로 이를 포함하는 유기전계발광소자는 저전압 구동이 가능하고, 발광효율을 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계발광소자들의 적층구조를 나타낸 단면도들이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 이형고리 화합물은 하기 [화학식 1]로 표시될 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

본 발명의 일 실시에 의하면, 상기 이형고리 화합물은 하기 [화학식 2] 내지 [화학식 9]로 표시되는 화합물 중의 하나일 수 있다:

[화학식 2] [화학식 3]

[화학식 4] [화학식 5]

[화학식 6] [화학식 7]

[화학식 8] [화학식 9]

[화학식 10] [화학식 11]

상기 [화학식 2] 내지 [화학식 11]에서, R₁, R₂ 및 R₁₁ 내지 R₁₅는 상기 [화학식 1]의 정의와 동일하다.

본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기, 트리플루오르메틸기 등을 들 수 있으며, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 실릴기(이 경우 "알킬실릴기"라 함), 치환 또는 비치환된 아미노기(-NH₂, -NH(R), -N(R')(R''), 여기서 R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 24의 알킬기임(이 경우 "알킬아미노기"라 함)), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 5 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있으며,

본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있고, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하며,

본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 할로겐기의 구체적인 예로는 플루오르(F), 클로린(Cl), 브롬(Br) 등을 들 수 있다.

본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 4-에틸페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 4-메틸비페닐기, 4-에틸비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-메틸나프틸기, 2-메틸나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있으며, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하며,

본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀린닐기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 모폴리디닐기, 피페라디닐기, 카바졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 치아졸릴기, 치아디아졸릴기, 벤조치아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸기 등이 있으며, 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다.

본 발명에 사용되는 아릴옥시기는 -O- 아릴 라디칼을 의미하며, 이때 아릴기는 상기에서 정의된 바와 같고, 구체적인 예로서 페녹시, 나프톡시, 안트라세닐옥시, 페난트레닐옥시, 플루오레닐옥시, 인데닐옥시 등을 들 수 있고, 아릴옥시기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 추가로 치환가능하며,

본 발명에 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용되는 알케닐기의 구체적인 예로는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알케닐기를 나타내고, 3-펜테닐기, 4-헥세닐기, 5-헵테닐기, 4-메틸-3-펜테닐기, 2,4-디메틸-펜테닐기, 6-메틸-5-헵테닐기, 2,6-디메틸-5-헵테닐기 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, "치환된"이라는 용어는 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인, 보론, 수소 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이형고리 화합물은 하기 [화학식 12] 내지 [화학식 211]로 표시되는 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 12] [화학식 13]

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[화학식 200] [화학식 201]

[화학식 202] [화학식 203]

[화학식 204] [화학식 205]

[화학식 206] [화학식 207]

[화학식 208] [화학식 209]

[화학식 210] [화학식 211]

또한, 본 발명은 애노드, 캐소드, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.

이때, 상기 이형고리 화합물이 포함된 층은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층인 것이 바람직하며, 애노드 및 캐소드 사이에는 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하며, 상기 발광층은 하기 구조식의 물질을 추가로 포함할 수 있다.

[Ir(ppy)₃]

[Ir(chpy)₃]

[Ir(mchpy)₃]

구체적인 예로서, 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer)이 추가로 적층되어 있고, 상기 캐소드와 상기 유기발광층 사이에 전자수송층(ETL, Electron Trans port Layer)이 추가로 적층되어 있는 것일 수 있는데, 상기 정공수송층은 애노드로부터 정공을 주입하기 쉽게 하기 위하여 적층되는 것으로서, 상기 정공수송층의 재료로는 이온화 포텐셜이 작은 전자공여성 분자가 사용되는데, 주로 트리페닐아민을 기본 골격으로 하는 디아민, 트리아민 또는 테트라아민 유도체가 많이 사용되고 있다.

본 발명에서도 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지 딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다.

상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL, Hole Injecting Layer)을 추가로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 CuPc(copper phthalocyanine) 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA (4,4',4''-tri(N -carbazolyl) triphenyl-amine), m-MTDATA(4,4',4''-tris-(3-methyl phenylphenylamino)triphenylamine) 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유기전계발광소자에 사용되는 상기 전자수송층은 캐소드로부터 공급된 전자를 유기발광층으로 원활히 수송하고 상기 유기발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제함으로써 발광층 내에서 재결합할 수 있는 기회를 증가시키는 역할을 한다.

상기 전자수송층 재료로는 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있음은 물론이며, 예를 들어 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 또는 Alq₃ 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 전자수송층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선 시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL, Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li₂O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자 등에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.

도 1을 참조하여 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO₂), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.

상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.

이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.

이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘 -은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있으며, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용될 수 있다.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

< 실시예 >

합성예 1. 화학식 12의 합성

합성예 1-1. <1-a>의 합성

하기 반응식 1에 의하여 <1-a>를 합성하였다.

[반응식1]

<1-a>

100 ml 반응기에 질소분위기를 만든 후 마그네슘 (3.36g, 0.1384 mol)과 건조 테트라하이드로퓨란 40 ml과 소량의 아이오딘을 넣고 30 분간 교반시킨다. 이 혼압액에 브로모벤젠 (19.2 g, 0.1216 mol)의 건조 테트라하이드로퓨란 용액 20 ml을 0 ℃에서 적가한다. 적가 후 2시간 동안 65 ℃에서 가열하며 교반시킨다. 250 ml 반응기에 2-다이페닐아미노-4,6-다이클로로-1,3,5-트리아진 (18g, 0.0568 mol)을 건조 테트라하이드로퓨란 100 ml에 녹인 후 100 ml 반응기의 혼합액을 영도에서 적가한다. 적가 후 상온에서 12 시간 교반한다. 반응이 종결되면 2 N HCl 200 ml를 넣고 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출한다. 유기층을 무수 처리 후 감압농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-f> 9.8g (수율 64.5%)을 얻었다.

합성예 1-2. <1-b>의 합성

하기 반응식 2에 의하여 <1-b>를 합성하였다.

[반응식 2]

<1-b>

5L 둥근 바닥 플라스크에 4-브로모아닐린 91.0g (0.529 mol), 물 514.2 ml 및 12 N 염산 1028.3 ml을 투입 후 질소 분위기 하에서 내부온도를 0 ℃로 낮춘다. 소듐나이트리트(NaNO₂) 36.5 g (0.529 mol)을 물 365.1 ml에 녹인 후 반응액에 천천히 적가한다. 적가 후 30 분 동안 교반 후, 틴클로라이드 (SnCl₂) 501.6g을 12N 염산 350 ml에 녹여 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액 온도를 상온으로 올린 후 3 시간 동안 교반하고 반응 종료 후, 5 ℃로 냉각한 후 여과하여 <1-a> 116.2 g (수율 98.3%)을 얻었다.

합성예 1-3 <1-c>의 합성

하기 반응식 3에 의하여 <1-c>를 합성하였다.

[반응식 3]

<1-c>

2 L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 2]에서 합성한 <1-b> 116.2 g (0.520 mol), 사이클로펜타논 43.7g (0.520mol) 및 에탄올 1162.0 ml을 넣고 10 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-b> 120.0g (수율 92.3%)을 얻었다.

합성예 1-4 <1-d>의 합성

하기 반응식 4에 의하여 <1-d>를 합성하였다.

[반응식 4]

[1-d]

1L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 3]에서 합성한 <1-c> 60.0 g (0.254 mol), 아이오벤젠 77.8 g (0.381 mol), 쿠퍼아이오다이드(CuI) 2.4 g (0.013 mol), 트리포타슘포스페이트(K₃PO₄) 113.3 g (0.534 mol), 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 58.0 g (0.508 mol) 및 1,4-다이옥산 300.0 ml을 넣고 12 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각 후 물 1 L로 추출한 후 유기층을 무수처리하여 감압농축하고 흡착컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-c> 75.8 g (수율 95.5%)을 얻었다.

합성예 1-5 <1-e>의 합성

하기 반응식 5에 의하여 <1-e>를 합성하였다.

[반응식 5]

<1-e>

500ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 4]에서 합성한 <1-d> 30.0g (0.096mol), 비스피나콜디보론 36.6g (0.144mol), 비스디페닐포스피노페로센디클로로팔라듐 3.9g(0.005mol), 칼륨 아세테이트 21.8g (0.288mol), 톨루엔 300ml를 넣고, 12시간 환류시켰다. 반응이 종결되면, 뜨거운 상태에서 여과하고 톨루엔과 물을 사용하여 추출하였다. 유기층을 무수처리 후 감압 농축시키고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-e> 27.6g (수율 79.9%) 얻었다.

합성예 1-6 <1-f>의 합성.

하기 반응식 6에 의하여 <1-f>를 합성하였다.

[반응식 6]

<1-f>

500ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 3]에서 합성한 <1-c> 15.9 g (0.067 mol), [반응식 5]에서 합성한 <1-e> 26.6 g (0.074 mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh₃)₄) 2.34 g (0.002 mol), 탄산칼륨 27.9 g (0.202 mol), 톨루엔 111 ml. 1,4-다이옥산 111 ml 및 물 55 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 상온으로 냉각 후 톨루엔과 물을 이용하여 추출을 하고 유기층을 무수처리 한 후 유기층을 감압농축한다. 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-f> 18.6g (수율 71.1%)을 얻었다.

합성예 1-7 [화학식 12]의 합성

하기 반응식 7에 의하여 [화학식 12]을 합성하였다.

[반응식 7]

[화학식 12]

500 ml 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에 소듐하이드라이드 (60% mineral oil)(NaH), 1.0 g (0.025 mol), N,N-다이메틸포름아마이드 66.0 ml을 넣고 반응액을 0 ℃로 냉각한다. 0 ℃에서 [반응식 6]에서 합성한 <1-f> 6.6 g (0.014 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 66.0 ml에 녹인 용액을 천천히 적가하고 적가 후 0 ℃를 유지하며 1 시간 교반한다. 1 시간 후 [반응식 1]에서 합성한 <1-a> 5.5 g (0.020 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 150 ml에 녹인 용액을 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액을 상온으로 올린 후 교반한다. 반응이 종결되면 반응액을 물 1 L에 부어 고체를 석출한 후 여과한다. 고체를 모노클로로벤젠을 이용하여 재결정을 하여 [화학식 12] 7.7 g (수율 73.1 %)을 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 619.27[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₃H₃₃N₅ C, 83.33; H,5.37; N, 11.30. Found C, 83.30; H, 5.39; N, 11.31.

합성예 2. 화학식 32의 합성

합성예 2-1. <2-a>의 합성

하기 반응식 8에 의하여 <2-a>를 합성하였다.

[반응식 8]

<2-a>

5L 둥근 바닥 플라스크에 4-브로모아닐린 91.0 g (0.529 mol), 물 514.2 ml 및 12 N 염산 1028.3 ml을 투입 후 질소 분위기 하에서 내부온도를 0 ℃로 낮춘다. 소듐나이트리트(NaNO₂) 36.5 g (0.529 mol)을 물 365.1 ml에 녹인 후 반응액에 천천히 적가한다. 적가 후 30 분 동안 교반한 후 틴클로라이드(SnCl₂) 501.6 g을 12 N 염산 350 ml에 녹여 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액 온도를 상온으로 올린 후 3 시간 동안 교반하고 3 시간 후 5 ℃로 냉각한 후 여과하여 <2-a> 116.2 g (수율 98.3%)을 얻었다.

합성예 2-2 <2-b>의 합성

하기 반응식 9에 의하여 <2-b>를 합성하였다.

[반응식 9]

<2-b>

2L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 8]에서 합성한 <2-a> 116.2 g (0.520 mol), 사이클로헥사논 51.0 g (0.520 mol) 및 에탄올 1162.0 ml을 넣고 10 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <2-b> 128.6 g (수율 98.9%)을 얻었다.

합성예 2-3 <2-c>의 합성

하기 반응식 10에 의하여 <2-c>를 합성하였다.

[반응식 10]

<2-c>

반응식 6에서 사용한 <1-c>대신 반응식 9에서 합성한 <2-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <2-c> 15.2 g (수율 59.4%)을 얻었다.

합성예 2-4 [화학식 32]의 합성

하기 반응식 11에 의하여 [화학식 32]을 합성하였다.

[반응식 11]

[화학식 32]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 10에서 합성한 <2-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 32] 7.1 g (수율 56.4%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 633.29[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₄H₃₅N₅ C, 83.38; H,5.57; N, 11.05. Found C, 83.38; H, 5.56; N, 11.06.

합성예 3. 화학식 52의 합성

합성예 3-1. <3-a>의 합성

하기 반응식 12에 의하여 <3-a>를 합성하였다.

[반응식 12]

<3-a>

반응식 3에서 사용한 사이클로펜타논대신 사이클로헵타논을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-a> 129.4 g (수율 96.4%)을 얻었다.

합성예 3-2 <3-b>의 합성

하기 반응식 13에 의하여 <3-b>를 합성하였다.

[반응식 13]

<3-b>

반응식 6에서 사용한 <1-c>대신 반응식 12에서 합성한 <3-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <3-b> 18.6 g (수율 59.0%)을 얻었다.

합성예 3-3 [화학식 52]의 합성

하기 반응식 14에 의하여 [화학식 52]을 합성하였다.

[반응식 14]

[화학식 52]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 13에서 합성한 <3-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 52] 10.9 g (수율 87.6%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 647.30[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₅H₃₇N₅ C, 83.43; H,5.76; N, 10.81. Found C, 83.40; H, 5.77; N, 10.83.

합성예 4. 화학식 72의 합성

합성예 4-1. <4-a>의 합성

하기 반응식 15에 의하여 <4-a>를 합성하였다.

[반응식 15]

<4-a>

반응식 3에서 사용한 사이클로펜타논대신 사이클로옥타논을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <4-a> 110.4 g (수율 87.2%)을 얻었다.

합성예 4-2. <4-b>의 합성

하기 반응식 16에 의하여 <4-b>를 합성하였다.

[반응식 16]

<4-b>

반응식 6에서 사용한 <1-c>대신 반응식 15에서 합성한 <4-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <4-b> 22.8 g (수율 64.7%)을 얻었다.

합성예 4-3 [화학식 72]의 합성

하기 반응식 17에 의하여 [화학식 72]를 합성하였다.

[반응식 17]

[화학식 72]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 16에서 합성한 <4-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 72] 9.2 g (수율 82.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 661.32[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₆H₃₉N₅ C, 83.48; H,5.94; N, 10.58. Found C, 83.50; H, 5.93; N, 10.57.

합성예 5. 화학식 92의 합성

합성예 5-1. <5-a>의 합성

하기 반응식 18에 의하여 <5-a>를 합성하였다.

[반응식 18]

<5-a>

1 L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 9]에서 합성한 <2-b> 60.0 g (0.240 mol), 아이오벤젠 73.4 g (0.360 mol), 쿠퍼아이오다이드(CuI) 2.3 g (0.012 mol), 트리포타슘포스페이트(K₃PO₄) 106.96 g (0.504 mol), 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 54.8 g (0.480 mol) 및 1,4-다이옥산 300.0 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각 후 물 1 L로 추출 한 후 유기층을 무수처리하여 감압농축하고 흡착컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-a> 72.0 g (수율 92.0%)을 얻었다.

합성예 5-2 <5-b>의 합성

하기 반응식 19에 의하여 <5-b>를 합성하였다.

[반응식 19]

<5-b>

500 ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 18]에서 합성한 <5-a> 37.0 g (0.113 mol), 비스피나콜디보론 43.2 g (0.170 mol), 비스디페닐포스피노페로센디클로로팔라듐 4.6 g (0.006 mol), 칼륨 아세테이트 25.8 g (0.340 mol), 톨루엔 300 ml를 넣고, 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면, 뜨거운 상태에서 여과하고 톨루엔과 물을 사용하여 추출하였다. 유기층을 무수처리 후 감압 농축시키고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <5-b> 36.1 g (수율 85.3%) 얻었다.

합성예 5-3 <5-c>의 합성

하기 반응식 20에 의하여 <5-c>를 합성하였다.

[반응식 20]

<5-c>

반응식 6에서 사용한 <1-c>대신 반응식 9에서 합성한 <2-b>, <1-e>대신 반응식 19에서 합성한 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-c> 14.2 g (수율 67.8%)을 얻었다.

합성예 5-4 [화학식 92]의 합성

하기 반응식 21에 의하여 [화학식 92]를 합성하였다.

[반응식 21]

[화학식 92]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 20에서 합성한 <5-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 92] 8.5 g (수율 72.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 647.30[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₅H₃₇N₅ C, 83.43; H,5.76; N, 10.81. Found C, 83.43; H, 5.76; N, 10.81.

합성예 6. 화학식 112의 합성

합성예 6-1. <6-a>의 합성

하기 반응식 22에 의하여 <6-a>를 합성하였다.

[반응식 22]

<6-a>

반응식 13에서 사용한 <1-e>대신 반응식 19에서 합성한 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <6-a> 14.9 g (수율 54.5%)을 얻었다.

합성예 6-2. [화학식 112]의 합성

하기 반응식 23에 의하여 [화학식 112]를 합성하였다.

[반응식 23]

[화학식 112]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 22에서 합성한 <6-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 112] 6.5 g (수율 52.1%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 661.32[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₆H₃₉N₅ C, 83.48; H,5.94; N, 10.58. Found C, 83.44; H, 5.96; N, 10.60.

합성예 7. 화학식 132의 합성

합성예 7-1. <7-a>의 합성

하기 반응식 24에 의하여 <7-a>를 합성하였다.

[반응식 24]

<7-a>

반응식 16에서 사용한 <1-e>대신 반응식 19에서 합성한 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <7-a> 11.6 g (수율 67.3%)을 얻었다.

합성예 7-2 [화학식 132]의 합성

하기 반응식 25에 의하여 [화학식 132]를 합성하였다.

[반응식 25]

[화학식 132]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 24에서 합성한 <7-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 132] 5.3 g (수율 48.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 675.34[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₇H₄₁N₅ C, 83.52; H,6.11; N, 10.36. Found C, 83.53; H, 6.12; N, 10.34.

합성예 8. 화학식 152의 합성

합성예 8-1. <8-a>의 합성

하기 반응식 26에 의하여 <8-a>를 합성하였다.

[반응식 26]

<8-a>

반응식 18에서 사용한 <2-b> 대신 반응식 12에서 합성한 <3-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <8-a> 21.9 g (수율 66.7%)을 얻었다.

합성예 8-2. <8-b>의 합성

하기 반응식 27에 의하여 <8-b>를 합성하였다.

[반응식 27]

<8-b>

반응식 19에서 사용한 <5-a>대신 반응식 26에서 합성한 <8-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <8-b> 19.9 g (수율 68.9%)을 얻었다.

합성예 8-3 <8-c>의 합성

하기 반응식 28에 의하여 <8-c>를 합성하였다.

[반응식 28]

<8-c>

반응식 13에서 사용한 <1-e>대신 반응식 27에서 합성한 <8-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <8-c> 10.6 g (수율 63.3%)을 얻었다.

합성예 8-4 [화학식 152]의 합성

하기 반응식 29에 의하여 [화학식 152]를 합성하였다.

[반응식 29]

[화학식 152]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 28에서 합성한 <8-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 152] 6.9 g (수율 58.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 675.34[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₇H₄₁N₅ C, 83.52; H,6.11; N, 10.36. Found C, 83.53; H, 6.10; N, 10.36.

합성예 9. 화학식 172의 합성

합성예 9-1. <9-a>의 합성

하기 반응식 30에 의하여 <9-a>를 합성하였다.

[반응식 30]

<9-a>

반응식 16에서 사용한 <1-e>대신 반응식 27에서 합성한 <8-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <9-a> 15.8 g (수율 52.3%)을 얻었다.

합성예 9-2. [화학식 172]의 합성

하기 반응식 31에 의하여 [화학식 172]를 합성하였다.

[반응식 31]

[화학식 172]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 30에서 합성한 <9-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 172] 6.9 g (수율 58.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 689.35[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₈H₄₃N₅ C, 83.57; H,6.28; N, 10.15. Found C, 83.53; H, 6.30; N, 10.17.

합성예 10. 화학식 192의 합성

합성예 10-1. <10-a>의 합성

하기 반응식 31에 의하여 <10-a>를 합성하였다.

[반응식 31]

<10-a>

반응식 18에서 사용한 <2-b> 대신 반응식 15에서 합성한 <4-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <10-a> 23.9 g (수율 76.7%)을 얻었다.

합성예 10-2. <10-b>의 합성

하기 반응식 32에 의하여 <10-b>를 합성하였다.

[반응식 32]

<10-b>

반응식 19에서 사용한 <5-a>대신 반응식 31에서 합성한 <10-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <10-a> 18.9 g (수율 68.9%)을 얻었다.

합성예 10-3. <10-c>의 합성

하기 반응식 33에 의하여 <10-c>를 합성하였다.

[반응식 33]

<10-c>

반응식 16에서 사용한 <1-e>대신 반응식 32에서 합성한 <10-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <10-c> 13.2 g (수율 62.3%)을 얻었다.

합성예 10-4. [화학식 192]의 합성

하기 반응식 34에 의하여 [화학식 192]를 합성하였다.

[반응식 34]

[화학식 192]

반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 33에서 합성한 <10-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 192] 8.3 g (수율 69.2%)를 얻었다.

MS(MALDI-TOF) : m/z 703.37[M]⁺

Anal. Calc. for C₄₉H₄₅N₅ C, 83.61; H,6.44; N, 9.95. Found C, 83.60; H, 6.44; N, 9.96.

< 실시예 > 유기 발광다이오드의 제조

ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm×2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10^-6torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO 위에 DNTPD (700Å), NPD (300Å), 본 발명에 의해 제조된 화합물 + Ir(ppy)₃(10%)(300Å), Alq₃ (350Å), LiF(5Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.

[DNTPD] [NPD]

[Ir(ppy)₃] [Alq₃]

< 비교예 >

비교예를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발명에 의해 제조된 화합물 대신 일반적으로 인광호스트 물질로 많이 사용되고 있는 CBP, 를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였으며 상기 CBP의 구조는 아래와 같다.

[CBP]

구분	호스트	도펀트	도핑농도%	V	Cd /m ²	CIEx	CIEy	T ₈₀ ( Hr )
비교예1	CBP	Ir(ppy)₃	10	7.93	3801	0.297	0.624	68
실시예1	12	Ir(ppy)₃	10	4.13	5248	0.288	0.624	251
실시예2	32	Ir(ppy)₃	10	4.17	5318	0.294	0.623	192
실시예3	52	Ir(ppy)₃	10	4.25	5289	0.299	0.631	182
실시예4	72	Ir(ppy)₃	10	4.30	4698	0.304	0.625	165
실시예5	92	Ir(ppy)₃	10	4.10	4909	0.310	0.622	173
실시예6	112	Ir(ppy)₃	10	4.61	4911	0.299	0.623	85
실시예7	132	Ir(ppy)₃	10	4.54	5030	0.303	0.624	159
실시예8	152	Ir(ppy)₃	10	4.15	5299	0.298	0.627	202
실시예9	172	Ir(ppy)₃	10	4.34	5119	0.296	0.628	249
실시예10	192	Ir(ppy)₃	10	4.47	4832	0.309	0.632	99

본 발명의 화학식 12, 32, 52, 72, 92, 112, 132, 152, 172 및 192의 밴드갭을 측정하기 위하여 흡수분광광도계(UV/Vis absorption spectrometer) 및 전압 전류계 (Cyclic voltammetry)을 이용하여 측정하였다.

구분	UV (λmax)	PL (λmax)	HOMO(eV)	LUMO(eV)	Band Gap(ev)
화학식12	292, 316, 341	474	6.1	2.9	3.2
화학식32	294, 318, 342	474	6.0	3.0	3.0
화학식52	290, 318, 342	473	6.1	2.8	3.3
화학식72	291, 317, 343	474	6.0	2.8	3.2
화학식92	295, 318, 341	475	6.2	2.9	3.3
화학식112	294, 315, 342	476	6.0	2.7	3.3
화학식132	290, 318, 342	473	6.2	2.8	3.4
화학식152	294, 318, 342	474	6.1	3.0	3.1
화학식172	291, 317, 343	474	6.2	2.9	3.3
화학식192	291. 319, 343	476	6.1	2.8	3.3

위 표 1, 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 10에 따라 제조된 이형고리 화합물을 호스트 물질로 포함하는 유기전계발광소자는 호스트 물질이 CBP인 비교예 1에 비하여 구동전압(V)이 최대 4V 낮고, 발광효율(Cd/㎡)은 40%이상 증가하였으며, 긴 수명(T₈₀)을 갖는 특성을 보이므로 표시소자, 디스플레이 소자 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.

10: 기판 20: 애노드
30: 정공주입층 40: 정공수송층
50: 유기발광층 60: 전자수송층
70: 전자주입층 80: 캐소드

Claims

하기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
R₁ 내지 R₁₀은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군에서 선택되며,
m 또는 n은 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 3 내지 6 사이의 정수이다.
제 1 항에 있어서,
상기 R₁ 내지 R₁₀은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 알콕시기, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴아미노기,　탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 아릴옥시기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, -SiR₁₁R₁₂R₁₃ 또는 -NR₁₄R₁₅로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해서 치환될 수 있으며,
상기 R₁₁ 내지 R₁₅는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물.
제1항에 있어서,
하기 [화학식 2] 내지 [화학식 11]로 표시되는 화합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물:
[화학식 2] [화학식 3]

[화학식 4] [화학식 5]

[화학식 6] [화학식 7]

[화학식 8] [화학식 9]

[화학식 10] [화학식 11]

상기 [화학식 2] 내지 [화학식 11]에서,
R₁, R₂는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
제 3항에 있어서,
상기 R₁, R₂는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 알콕시기, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴아미노기,　탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 아릴옥시기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, -SiR₁₁R₁₂R₁₃ 또는 -NR₁₄R₁₅로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해서 치환될 수 있으며,
상기 R₁₁ 내지 R₁₅는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물.
제 1 항에 있어서, 하기 [화학식 12] 내지 [화학식 211]로 표시되는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물:
[화학식 12] [화학식 13]

[화학식 14] [화학식 15]

[화학식 16] [화학식 17]

[화학식 18] [화학식 19]

[화학식 20] [화학식 21]

[화학식 22] [화학식 23]

[화학식 24] [화학식 25]

[화학식 26] [화학식 27]

[화학식 28] [화학식 29]

[화학식 30] [화학식 31]

[화학식 32] [화학식 33]

[화학식 34] [화학식 35]

[화학식 36] [화학식 37]

[화학식 38] [화학식 39]

[화학식 40] [화학식 41]

[화학식 42] [화학식 43]

[화학식 44] [화학식 45]

[화학식 46] [화학식 47]

[화학식 48] [화학식 49]

[화학식 50] [화학식 51]

[화학식 52] [화학식 53]

[화학식 54] [화학식 55]

[화학식 56] [화학식 57]

[화학식 58] [화학식 59]

[화학식 60] [화학식 61]

[화학식 62] [화학식 63]

[화학식 64] [화학식 65]

[화학식 66] [화학식 67]

[화학식 68] [화학식 69]

[화학식 70] [화학식 71]

[화학식 72] [화학식 73]

[화학식 74] [화학식 75]

[화학식 76] [화학식 77]

[화학식 78] [화학식 79]

[화학식 80] [화학식 81]

[화학식 82] [화학식 83]

[화학식 84] [화학식 85]

[화학식 86] [화학식 87]

[화학식 88] [화학식 89]

[화학식 90] [화학식 91]

[화학식 92] [화학식 93]

[화학식 94] [화학식 95]

[화학식 96] [화학식 97]

[화학식 98] [화학식 99]

[화학식 100] [화학식 101]

[화학식 102] [화학식 103]

[화학식 104] [화학식 105]

[화학식 106] [화학식 107]

[화학식 108] [화학식 109]

[화학식 110] [화학식 111]

[화학식 112] [화학식 113]

[화학식 114] [화학식 115]

[화학식 116] [화학식 117]

[화학식 118] [화학식 119]

[화학식 120] [화학식 121]

[화학식 122] [화학식 123]

[화학식 124] [화학식 125]

[화학식 126] [화학식 127]

[화학식 128] [화학식 129]

[화학식 130] [화학식 131]

[화학식 132] [화학식 133]

[화학식 134] [화학식 135]

[화학식 136] [화학식 137]

[화학식 138] [화학식 139]

[화학식 140] [화학식 141]

[화학식 142] [화학식 143]

[화학식 144] [화학식 145]

[화학식 146] [화학식 147]

[화학식 148] [화학식 149]

[화학식 150] [화학식 151]

[화학식 152] [화학식 153]

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[화학식 156] [화학식 157]

[화학식 158] [화학식 159]

[화학식 160] [화학식 161]

[화학식 162] [화학식 163]

[화학식 164] [화학식 165]

[화학식 166] [화학식 167]

[화학식 168] [화학식 169]

[화학식 170] [화학식 171]

[화학식 172] [화학식 173]

[화학식 174] [화학식 175]

[화학식 176] [화학식 177]

[화학식 178] [화학식 179]

[화학식 180] [화학식 181]

[화학식 182] [화학식 183]

[화학식 184] [화학식 185]

[화학식 186] [화학식 187]

[화학식 188] [화학식 189]

[화학식 190] [화학식 191]

[화학식 192] [화학식 193]

[화학식 194] [화학식 195]

[화학식 196] [화학식 197]

[화학식 198] [화학식 199]

[화학식 200] [화학식 201]

[화학식 202] [화학식 203]

[화학식 204] [화학식 205]

[화학식 206] [화학식 207]

[화학식 208] [화학식 209]

[화학식 210] [화학식 211]
애노드; 캐소드; 및 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 제1항에 따른 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자.
제 6 항에 있어서, 상기 이형고리 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 7 항에 있어서, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 8 항에 있어서, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 6 항에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.