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KR100280125B1 - 불소가 치환된 새로운 테트라페닐 유도체를 단량체로 사용하여제조되는 새로운 청색 발광 고분자 및 이를 이용한 전기 발광소자 - Google Patents

불소가 치환된 새로운 테트라페닐 유도체를 단량체로 사용하여제조되는 새로운 청색 발광 고분자 및 이를 이용한 전기 발광소자 Download PDF

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KR100280125B1
KR100280125B1 KR1019980049234A KR19980049234A KR100280125B1 KR 100280125 B1 KR100280125 B1 KR 100280125B1 KR 1019980049234 A KR1019980049234 A KR 1019980049234A KR 19980049234 A KR19980049234 A KR 19980049234A KR 100280125 B1 KR100280125 B1 KR 100280125B1
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추혜용
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Abstract

본 발명은 정공의 주입과 정공 수송 능력이 우수할 뿐만 아니라 전자 주입과 전자 수송 능력이 우수하며, 또한, 무기물을 이용한 전기 발광 소자에서는 얻기 힘든 청색영역에서 발광할 수 있는 발광 고분자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 발광 고분자는 하기 화학식 2와 같이, 정공의 주입과 정공 수송 능력이 우수한 반복단위(아릴렌비닐렌 단위)와 전자의 주입과 전자 수송 능력이 우수한 반복단위(불소 치환 테트라페닐렌 단위)를 교대로 가지는 공중합체이다. 또한, 본 발명은 이 발광 고분자를 사용하여 제조된 전기 발광 소자 및 화학식 1로 표시되는, 본 발명에 따른 발광 고분자의 제조에서 단량체로 사용되는, 불소 치환 테트라페닐 유도체를 개시하고 있다.
화학식 2

Description

불소가 치환된 새로운 테트라페닐 유도체를 단량체로 사용하여 제조되는 새로운 청색 발광 고분자 및 이를 이용한 전기 발광 소자
본 발명은 불소가 치환된 새로운 테트라페닐 유도체, 이 화합물을 단량체로 사용하여 제조되는 청색 발광 고분자, 이 고분자를 이용하여 제조되는 전기 발광 소자 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 발광 고분자에서 전자의 주입과 수송 능력을 우수하게 하는, 하기 화학식 1의 불소 치환 테트라페닐 유도체 및 이의 제조방법과, 상기 불소 치환 테트라페닐 유도체를 발광 고분자에서 정공 수송 능력을 우수하게 하는 화합물과 반응시켜 얻을 수 있는 하기 화학식 2의 발광 고분자 및 이의 제조방법과, 이 발광 고분자를 이용하여 얻을 수 있는 전기 발광 소자에 관한 것이다.
여기에서, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이며, 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다.
여기에서, -Ar-은 아릴렌기이다.
통상적으로, 전기 발광 소자는 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(1) 상에, 반투명 전극(2), 정공 수송층(3), 고분자 발광층(4), 전자수송층(5) 및 금속 전극(6)을 차례로 적층하여 형성된다. 이 때, 반투명 전극(2)과 금속 전극(6)을 전원의 (+) 단자와 (-) 단자에 각각 연결하면, 정공은 반투명 전극(2)과 정공 수송층(3)을 통하여 고분자 발광층(4)에 공급되고, 전자는 금속 전극(6)과 전자 수송층(5)을 통하여 고분자 발광층(4)에 공급되어 정공과 전자가 고분자 발광층(4)에서 결합하여 발광하게 된다.
지금까지 고분자 전기 발광 소자의 발광 재료로 가장 많이 사용되고 있는 발광 물질로는 폴리(1,4-페닐렌비닐렌) (PPV), 폴리파라페닐렌 (PPP), 폴리티오펜 (PT)과 같은 p-공액 고분자가 가장 일반적이다. 이러한 p-공액 고분자는 양극으로부터 정공의 주입과 주입된 정공의 수송 능력은 우수하나 음극으로부터 전자의 주입과 수송 능력은 좋지 못하여, 양극으로부터 주입된 정공이 전자와 채 결합되기 전에 음극으로 흘러가게 되어 전자와 정공의 결합 확률이 떨어져 전기 발광 소자의 발광 효율이 낮은 단점이 있었다.
특히, 미국 특허 제5,247,190호에는 전도성 고분자로 알려진 폴리(1,4-페닐렌비닐렌)과 그 유도체들이 발광물질로 사용됨을 기재하고 있고, 미국 특허 제5,514,878호에는 높은 전자친화도를 가지는 CN기를 포함하는 발광고분자를 사용하여 금속 전극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하고 전자와 정공의 결합확률을 높여 발광 소자의 효율을 향상시키는 방법이 기재되어 있으며, 미국 특허 제5,376,456호에는 페닐렌 비닐렌 단위와 삼불화 메틸기가 치환된 두 개의 벤젠기를 포함하고 있는 단위의 공중합체가 기재되어 있지만 대체적으로 음극으로부터 전자의 주입과 수송 능력은 좋지 못하여, 양극으로부터 주입된 정공이 전자와 채 결합되기 전에 음극으로 흘러가게 되어 전자와 정공의 결합 확률이 떨어져 제작된 전기 발광 소자의 발광 효율이 만족스럽지 못하였다.
따라서, 본 발명은 전자 주입과 전자 수송 능력이 우수한 발광 고분자의 제조를 위하여 단량체로 사용되는, 불소가 치환된 테트라페닐 유도체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정공의 주입과 정공 수송 능력이 우수할 뿐만 아니라 전자 주입과 전자 수송 능력이 우수하며, 또한, 무기물을 이용한 전기 발광 소자에서는 얻기 힘든 청색영역에서 발광할 수 있는 발광 고분자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명의 발광 고분자는 정공의 주입과 정공 수송 능력이 우수한 반복단위와 전자의 주입과 전자 수송 능력이 우수한 반복단위를 교대로 가지는 공중합체이다.
또한, 본 발명은 정공의 주입과 정공 수송 능력이 우수할 뿐만 아니라 전자 주입과 전자 수송 능력이 우수하여 발광 효율이 우수하고, 또한, 무기물을 이용한 전기 발광 소자에서는 얻기 힘든 청색영역에서 발광할 수 있는 전기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 전기 발광 소자는 상기 발광 고분자를 이용하여 제조된다.
도1은 본 발명에 따른 전기 발광 소자의 단면도
도 2는 실시예 4~6에 의해 합성된 발광 고분자들의 UV 흡수 스펙트럼을 도시한 그래프
도 3은 실시예 4~6에 의해 합성된 발광 고분자들의 PL 발광 스펙트럼을 도시한 그래프
도 4는 실시예 4~6에 의해 합성된 발광 고분자들의 EL 발광 스펙트럼을 도시한 그래프
도 5는 실시예 4~6에 의해 합성된 고분자를 이용한 단일층 발광 소자의 전압-발광 세기 특성을 도시한 그래프
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판 2: 반투명 전극
3: 정공 수송 층 4: 고분자 발광 층
5: 전자 수송 층 6: 금속 전극
상기 본 발명의 목적은, 하기 화학식 1로 표시되는 본 발명의 불소 치환 테트라페닐 유도체에 의하여 달성된다.
화학식 1
여기에서, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이며, 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다. 바람직하게는, A는 -P(OCH2CH3)2또는 -P(C6H5)3이다.
또한, 상기 본 발명의 목적은, 하기의 화학식 2로 표시되는, 본 발명의 발광 고분자에 의하여 달성된다.
화학식 2
여기에서, -Ar-은 아릴렌기이다. 바람직하게는, -Ar-은,,,로 이루어지는 그룹에서 선택된다. 이 때, R1, R4, R6및 R7은 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2및 R3는 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 알콕시기인 것이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명의 목적은 상기 발광 고분자로 형성되는 고분자 발광층을 포함하는 본 발명의 전기 발광 소자에 의하여 달성된다.
상기 화학식 1의 불소 치환 테트라페닐 유도체는 상기 화학식 2의 발광 고분자의 단량체로 사용된다. 또한, 상기 발광 고분자를 사용하여 고분자 발광층을 형성하여 전기 발광 소자를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 불소 치환 테트라페닐 유도체, 상기 발광 고분자 및 상기 전기 발광 소자를 포함한다. 또한, 본 발명은 하기에서 설명하는 바와 같이, 이들의 제조방법을 포함한다.
본 발명의 발광 고분자는 불소가 치환된 네 개의 파라페닐렌 고리와 아릴렌비닐렌 단위가 규칙적으로 반복되는 구조를 가지고 있다. 전기 음성도가 큰 불소가 치환된 테트라페닐렌 단위는 전자 친화도가 커서 금속 전극으로부터의 전자 주입이 용이하고 전자 수송 능력이 우수하며, 내열성 및 내광산화성이 우수하다. 그리고, 페닐렌비닐렌, 카바졸비닐렌, 플루오렌비닐렌과 같은 아릴렌비닐렌 단위는 정공의 주입 및 수송 능력이 우수하다.
그리하여, 본 발명의 발광 고분자는 발광 고분자 내로 주입, 수송된 전자와 정공의 결합에 의하여 생성되는 여기자의 형성 확률을 높여 주므로, 본 발명의 발광 고분자를 이용하여 제조된 전기 발광 소자는 발광 효율을 크게 향상시킨다. 뿐만 아니라 본 발명의 전기 발광 소자는 무기물을 이용한 전기 발광 소자에서는 얻기 힘든 청색 영역에서 발광할 수 있다.
본 발명의 불소 치환 테트라페닐 유도체는 발광 고분자를 얻기 위한 단량체로서, 아릴렌디알데히드와의 비티히 반응(Wittig Reaction) 또는 비티히-에몬스 반응(Wittig-Emons Reaction)에 의하여 고분자화되어 고분자 전체가 π-공액화되도록 하기 위하여, 불소가 치환된 비스(할로메틸)테트라페닐 유도체에서 할로겐 그룹을 포스포네이트(phosphonate) 또는 포스포늄 염(phosphonium salt)으로 치환하는 다음 반응식 1과 같이 제조될 수 있다.
여기에서, X는 할로겐이고, A'는 P(OR)3또는 PR'3이며, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이다. 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다. 바람직하게는, X는 브롬이고, A'는 P(OEt)3또는 P(C6H5)3이며, A는 -P(OEt)2또는 -P+(C6H5)3이다.
즉, 예를 들어 1,22-비스(브로모메틸)-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐을 트리에톡시포스파이트 또는 트리페닐포스핀과 반응시키면 본 발명의 불소 치환 테트라페닐 유도체를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 불소 치환 테트라페닐 유도체를 제조하기 위한 반응물인 상기 비스(브로모메틸)테트라페닐은 하기 반응식 2에 의하여 제조될 수 있다.
즉, 4-브로모톨루엔을 마그네슘과 반응시켜 그리냐드 (Grignard) 시약인 4-톨루일 마그네슘 브로마이드를 수득하고 상기 4-톨루일 마그네슘 브로마이드를 데카플루오로바이페닐과 그리냐드 반응시켜 1,22-디메틸-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐을 수득한다. 그런 후 상기 1,22-디메틸-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐을 브롬화 시약, 예를 들어 N-브로모숙신이미드와 반응시켜 1,22-비스(브로모메틸)-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐을 얻는다.
또한, 본 발명의 발광 고분자는 고분자 전체가 비닐기로 연결하여 π-공액화 되도록 하기 위하여 본 발명의 불소 치환 테트라페닐 유도체를 한 단량체로 사용하고, 다른 단량체로는 카바졸, 페닐, 플루오렌, 티오펜과 같은 아릴렌에 두 개의 알데히드가 도입된 아릴렌디알데히드를 사용하여 고분자화 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 이것을 반응식 3에 도시하였다.
여기에서, -Ar-은 아릴렌기이고, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이며, 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다. 바람직하게는, -Ar-은,,,이다. 이 때, 바람직하게는 R1, R4, R6및 R7은 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2및 R3는 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 알콕시기이며, 더욱 바람직하게는, R1은 2-에틸헥실이거나, R2는 메톡시이고, R3는 (3,7-디메틸)옥틸옥시 이거나, R4및 R5는 헥실기 이다.
특히, 본 발명의 발광 고분자의 구체적인 제조예를 설명하면 다음과 같다.
반응식 4에서 도시한 바와 같이, ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀 (구조식 M-1)을 3,6-디포밀-9-(2-에틸헥실)-카바졸 (구조식 M-2-1)과 비티히-에몬스(Wittig-Emons) 반응시켜서 발광 고분자 P-1을 수득한다.
또한, 반응식 5에서 도시한 바와 같이, ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀 (구조식 M-1)을 2-메톡시-5-(3,7-디메틸)옥틸옥시-1,4-디알데히드(구조식 M-2-2)과 비티히-에몬스(Wittig-Emons) 반응시켜서 발광 고분자 P-2를 수득한다.
또한, 반응식 6에서 도시한 바와 같이, ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀 (구조식 M-1)을 9,9-디헥실플루오렌-2,7-디카르브알데히드(구조식 M-2-3)와 반응시켜서 발광 고분자 P-3를 수득한다.
본 발명의 발광 고분자는 불소가 치환된 테트라페닐렌 반복단위와 아릴렌비닐렌 반복단위를 교대로 가진다. 본 발명의 발광 고분자에서 불소 치환 테트라페닐렌 반복단위는 불소의 높은 전기음성도에 의하여 전자의 주입 및 수송을 용이하게 하고, 아릴렌비닐렌 반복단위는 정공의 주입 및 수송을 용이하게 한다.
또한, 본 발명의 발광 고분자로 고분자 발광층을 형성하여 전기 발광 소자를 제조할 수 있다. 이 때, 고분자 발광층은 상기 발광 고분자만을 사용하여 형성할 수도 있고, PVK(polyvinylcarbazole)와 같은 전자 또는 정공 수송 고분자를 블랜딩하여 형성할 수도 있다. 본 발명의 전기 발광 소자는 기판 상부에 반투명 전극, 상기 고분자에 의하여 형성되는 고분자 발광층, 금속 전극을 순차적으로 형성한 단일층 전기 발광 소자일 수도 있고, 기판 상부에 반투명 전극, 정공 수송층, 상기 고분자 발광층, 전자 수송층, 금속 전극을 순차적으로 형성한 다층 박막 전기 발광 소자일 수도 있다.
이하에서는, 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1 : 1,22-디메틸-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐의 합성
3.3 g (135 mmol)의 깨끗한 마그네슘 조각과 10 mL의 무수 THF가 담긴 플라스크에, 20 mL의 무수 THF에 녹인 15.4 g (90 mmol)의 4-브로모톨루엔을 주사기로 천천히 가하였다. 이때 플라스크의 온도는 약 100 ℃로 조절하였다. 약 세 시간이 지나 마그네슘이 다 녹았을 때, 반응 용기 안에 생성된 그리냐드 시약을 주사기로 뽑아서, 100 mL의 무수 THF에 녹아있는 10.0 g (30 mmol)의 데카 플로오루바이페닐이 담긴 다른 플라스크 용기에 천천히 가하였다. 약 24 시간 동안 환류 시킨 후 반응 생성물을 물과 메탄올의 혼합 용매에 침전시켜 반응을 종료하였다. 침전물을 필터하여 말린 후 희색의 고체 화합물을 얻었다. 얻어진 생성물을 메탄올로 여러 번 씻어 정제한 후 12.9 g 의 깨끗한 흰색 고체 생성물을 얻었다. (수득율: 90 %)
1H-NMR (CDCl3, ppm) : 2.42 (s, 6H), 7.37 (m, 8H)
실시예 2 : 1,22-비스(브로모메틸)-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐의 합성
9.3 g (19.44 mmol)의 1,22-디메틸-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐과 7.3 g (40.82 mmol)의 N-브로모숙신이미드 그리고 소량의 과산화 벤조산을 100 mL의 사염화탄소에 가한 후 5 시간 동안 환류하였다. 반응 후 반응 용기 표면에 뜨는 숙신 이미드를 필터하여 제거하고 용매를 로터리 증류기로 제거하였다. 생성된 고체 화합물을 메탄올에 씻어서 필터한 후 진공 오븐에서 건조 하여 7.9 g의 흰색 고체를 얻었다. 수득율: 64 %.
1H-NMR (CDCl3, ppm) : 4.54 (s, 4H), 7.53 (m, 8H)
실시예 3 : ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀 (구조식 M-1)의 합성
7.9 g (12.41mmol)의 1,22-비스(브로모메틸)-8,9,11,12,14,15,17,18-옥타플루오로 테트라페닐과 과량의 트리에틸 포스파이트를 100-120 ℃ 사이에서 24시간 반응하였다. 반응 후 반응 용기에 50 mL의 메탄올을 가하여 침전시켰다. 침전물을 필터하고 메탄올로 여러 번 씻은 후 진공 오븐에서 하루 동안 말렸다. 8.0g의 흰색 고체 화합물을 얻었다. (수득율: 90 %)
1H-NMR (CDCl3, ppm) : 1.25 (t, 12H), 3.22 (d, 4H), 4.01 (q, 8H), 7.47 (s, 8H)
실시예 4: 발광 고분자 P-1의 합성
0.5 g (0.7 mmol)의 ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀(구조식 M-1)과 0.27 g (0.7 mmol)의 3,6-디포밀-9-(2-에틸헥실)-카바졸(구조식 M-2-1)를 15 mL의 무수 THF에 녹였다. 메탄올에 25 % 용액으로 녹아 있는 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide) 1.2 mL를 주사기로 뽑아 천천히 단량체 용액에 적가한 후 48 시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후 메탄올과 물의 혼합 용매에 반응물을 침전시키고 필터한 후 메탄올로 여러 번 씻고 진공하에서 하루 동안 말렸다. 360 mg의 고분자를 얻었다. (수득율 66 %)
실시예 5 : 발광 고분자 P-2의 합성
0.5 g (0.7 mmol)의 ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀(구조식 M-1)과 0.22 g (0.7 mmol)의 2-메톡시-5-(3,7-디메틸)옥틸옥시-1,4-디알데히드(구조식 M-2-2)를 15 mL의 무수 THF에 녹였다. 메탄올에 25 % 용액으로 녹아 있는 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide) 1.2 mL를 주사기로 뽑아 천천히 단량체 용액에 적가한 후 48 시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후 메탄올과 물의 혼합 용매에 반응물을 침전시키고 필터한 후 메탄올로 여러 번 씻고 진공하에서 하루 동안 말렸다. 460 mg의 고분자를 얻었다. (수득율 86 %)
실시예 6 : 발광 고분자 P-3의 합성
0.5 g (0.7 mmol)의 ({4-[4-(4-{4-[(디에톡시포스피노)메틸]페닐}-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐]페닐}메틸)디에톡시포스핀(구조식 M-1)과 0.27 g (0.7 mmol)의 9,9-디헥실플루오렌-2,7-디카르브알데히드(구조식 M-2-3)를 15 mL의 무수 THF에 녹였다. 메탄올에 25 % 용액으로 녹아 있는 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide) 1.2 mL를 주사기로 뽑아 천천히 단량체 용액에 적가한 후 48 시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후 메탄올과 물의 혼합 용매에 반응물을 침전시키고 필터한 후 메탄올로 여러 번 씻고 진공하에서 하루 동안 말렸다. 520 mg의 고분자를 얻었다. (수득율 90 %)
합성된 고분자 P-1, P-2, P-3는 모두 일반적인 유기 용매에 용해되었으며, 스핀코팅 하고 난 후 균일한 박막을 형성하였다.
합성된 고분자들의 분자량을 GPC를 이용해 측정했다. 질량 평균 분자량은 5,000-35,000 (n=5~50) 사이였으며 고분자의 분산도(polydispersity index)는 3.0 이었다.
도 2에 합성된 P-1, P-2, P-3의 UV 흡수 스펙트럼을 도시하였다. P-1은 250 nm, 301 nm 그리고 367 nm에서 최대 UV 흡수를 나타내었고 약 440 nm에서 흡수 에지를 나타내었다. P-2는 338 nm와 400 nm 에서 최대 흡수를 그리고 470 nm에서 흡수 에지를 나타내었다. P-3는 372 nm에서 최대 흡수 봉우리를 보였고 440 nm에서 흡수 에지를 나타내었다.
도 3에 PL 합성된 고분자들의 PL 스펙트럼을 도시하였고, 도 4에 EL 스펙트럼을 도시하였다. P-1은 473 nm 의 청색 영역에서 최대 발광을 P-2는 490 nm의 청녹색 영역에서 그리고 P-3는 444 nm 와 470 nm의 청색 영역에서 최대 발광 스펙트럼을 보였다.
P-1, P-2, P-3를 각각 발광층으로 하고 알루미늄과 ITO를 전극으로 하는 단일층 발광 소자를 제작하였다. 제작된 소자들은 인가한 전압의 증가에 따라 전류가 증가하는 전형적인 다이오드 특성을 나타내었다. 약 5 V 전 후의 전압 하에서 눈에 볼 수 있는 빛을 방출하였다 (도 5 참조).
상술한 바와 같이, 본 발명의 발광 고분자는 고분자 사슬 내에 전자와 정공 수송 능력이 우수한 반복 단위가 함께 있어 전자와 정공의 주입을 용이하게 하고 여기자의 생성 확률을 높임으로써 본 발명의 발광 고분자를 사용하여 제조된 전기 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 무기물 LED에서는 얻기 힘든 고효율의 청색발광을 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는, 불소가 치환된 테트라페닐 유도체.
    화학식 1
    여기에서, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이며, 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    A는 -P(OCH2CH3)2또는 -P(C6H5)3인
    불소가 치환된 테트라페닐 유도체.
  3. 하기 반응식 1의 비스(할로메틸) 테트라페닐 유도체를 구조식 A'의 화합물과 반응시켜서 얻어지는 화학식 1의 불소가 치환된 테트라페닐 유도체의 제조방법.
    반응식 1
    여기에서, X는 할로겐이고, A'는 P(OR)3또는 PR'3이며, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이다. 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다.
  4. 제 3 항에 있어서,
    X는 Br이고, A는 -P(OCH2CH3)2또는 -P(C6H5)3이며, A'는 P(OCH2CH3)3또는 P(C6H5)3인
    불소가 치환된 테트라페닐 유도체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    4-브로모 톨루엔을 마그네슘과 반응시켜 그리냐드(Grignard) 시약인 4-톨루일 마그네슘 브로마이드를 얻은 후, 이를 데카플루오로바이페닐과 그리냐드 반응시켜서 반응식 2의 디메틸 옥타플루오로 테트라페닐을 얻는 단계,
    상기에서 얻은 테트라페닐을 브롬화 시약으로 브롬화하여 반응식 2의 비스(브로모메틸) 테트라페닐 유도체를 얻는 단계를 더 포함하는
    불소가 치환된 테트라페닐 유도체의 제조방법.
    반응식 2
  6. 화학식 2로 표시되는, 발광 고분자.
    화학식 2
    여기에서, -Ar-은 아릴렌기이다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    -Ar-은(이 때, R1, R4, R6및 R7은 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2및 R3는 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 알콕시기임) 로 이루어진 그룹에서 선택되는 발광 고분자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    R1은 2-에틸헥실이거나, R2는 메톡시이고 R3는 (3,7-디메틸)옥틸옥시 이거나, R4및 R5는 헥실기 인 발광 고분자.
  9. 화학식 1의 테트라페닐 유도체와 반응식 3의 디알데히드 화합물을 반응시켜서 얻는, 화학식 2로 표시되는 발광 고분자의 제조방법.
    반응식 3
    여기에서, -Ar-은 아릴렌기이고, A는 -P(OR)2또는 -P+R'3이며, 이 때, R 및 R'는 알킬기 또는 아릴기이다.
  10. 제 9 항에 있어서,
    -Ar-은(이 때, R1, R4, R6및 R7은 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2및 R3는 수소 또는 C1~C20의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 알콕시기임) 로 이루어진 그룹에서 선택되고, A는 -P(OCH2CH3)2또는 -P(C6H5)3인 발광 고분자의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 (tetramethylammonium hydroxide)을 촉매로 사용하는 발광 고분자의 제조방법.
  12. 제 6 항 내지 제 8 항의 발광 고분자로 형성되는 고분자 발광층을 포함하는
    전기 발광 소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    기판 상부에 반투명 전극, 상기 고분자 발광층, 금속 전극이 순차적으로 형성된 단일층 전기 발광 소자.
  14. 제 12 항에 있어서,
    기판 상부에 반투명 전극, 정공 수송층, 상기 고분자 발광층, 전자 수송층 및 금속 전극이 순차적으로 형성된 다층 박막 전기 발광 소자.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 고분자 발광층은 상기 고분자와 전자 또는 전공 수송 고분자를 블랜딩하여 형성되는 전기 발광 소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수송 고분자는 PVK(polyvinylcarbazole)인 전기 발광 소자.
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