KR102671576B1 - Novel compound and organic electroluminescent device comprising same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규한 화합물에 관한 것으로, 특히 유기발광소자에 적용시 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 우수하게 할 수 있는 신규한 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a novel compound. In particular, when applied to organic light emitting devices, it has excellent hole injection and hole transfer characteristics, enabling low voltage operation, and at the same time has excellent electron blocking characteristics, improves hole mobility, and has low voltage, high efficiency, and long life. It relates to a novel compound that can prevent recrystallization of thin films due to high Tg and improve driving stability.
Description
본 발명은 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 유기발광소자에 적용시 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 우수하게 할 수 있는 신규한 화합물에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel compound and an organic light-emitting device containing the same. In particular, when applied to an organic light-emitting device, it has excellent hole injection and hole transfer characteristics, enabling low-voltage operation, and at the same time has excellent electron blocking properties and improves hole mobility. It relates to a novel compound that provides low voltage, high efficiency, long lifespan, prevents recrystallization of thin films due to high Tg, and provides excellent driving stability.
최근, 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기발광소자는, 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liquid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어, 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다.Recently, organic light emitting devices that are self-luminous and can be driven at low voltage have superior viewing angles and contrast ratios compared to liquid crystal displays (LCDs), the mainstream flat display devices, and do not require a backlight, making them lightweight and thin. It is advantageous in terms of power consumption and has a wide color reproduction range, so it is attracting attention as a next-generation display device.
유기발광소자에서 유기물 층으로 사용되는 재료는 크게 기능에 따라, 발광 재료, 정공주입 재료, 정공수송 재료, 전자수송 재료, 전자주입 재료 등으로 분류될 수 있다. 상기 발광 재료는 분자량에 따라 고분자과 저분자로 분류될 수 있고, 발광 메커니즘에 따라 전자의 일중항 여기상태로부터 유래되는 형광 재료와 전자의 삼중항 여기상태로부터 유래되는 인광 재료로 분류될 수 있으며, 발광 재료는 발광 색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료와 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 필요한 노란색 및 주황색 발광 재료로 구분될 수 있다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도판트 계를 사용할 수 있다. 그 원리는 발광층을 주로 구성하는 호스트보다 에너지 대역 간극이 작고 발광 효율이 우수한 도판트를 발광층에 소량 혼합하면, 호스트에서 발생한 엑시톤이 도판트로 수송되어 효율이 높은 빛을 내는 것이다. 이때 호스트의 파장이 도판트의 파장대로 이동하므로, 이용하는 도판트와 호스트의 종류에 따라 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있다. Materials used as organic layers in organic light-emitting devices can be broadly classified into light-emitting materials, hole injection materials, hole transport materials, electron transport materials, and electron injection materials, depending on their function. The light-emitting materials can be classified into high molecules and low molecules depending on their molecular weight, and can be classified into fluorescent materials derived from the singlet excited state of electrons and phosphorescent materials derived from the triplet excited state of electrons, depending on the light-emitting mechanism. Depending on the color of the light, it can be divided into blue, green, and red light-emitting materials and yellow and orange light-emitting materials necessary to realize better natural colors. Additionally, in order to increase color purity and increase luminous efficiency through energy transfer, a host/dopant system can be used as a luminescent material. The principle is that when a small amount of dopant, which has a smaller energy band gap and higher luminous efficiency than the host that mainly constitutes the light-emitting layer, is mixed into the light-emitting layer, excitons generated in the host are transported to the dopant, producing highly efficient light. At this time, since the wavelength of the host moves to the wavelength of the dopant, light of the desired wavelength can be obtained depending on the type of dopant and host used.
현재까지 이러한 유기발광소자에 사용되는 물질로서 다양한 화합물들이 연구되었으나 이제까지 알려진 물질을 이용한 유기발광소자의 경우 높은 구동전압, 낮은 효율 및 짧은 수명으로 인해 실용화하는 데에 많은 어려움이 있었다. 따라서 우수한 특성을 갖는 물질을 이용하여 저전압 구동, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기발광소자를 개발하려는 노력이 지속되어 왔다.To date, various compounds have been studied as materials used in such organic light-emitting devices, but in the case of organic light-emitting devices using hitherto known materials, there have been many difficulties in commercializing them due to high driving voltage, low efficiency, and short lifespan. Therefore, efforts have been made to develop organic light-emitting devices with low-voltage operation, high brightness, and long lifespan using materials with excellent properties.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 유기발광소자에 적용시 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility를 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 우수하게 할 수 있는 신규한 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention has excellent hole injection and hole transfer characteristics when applied to organic light-emitting devices, enabling low-voltage operation. At the same time, it has excellent electron blocking characteristics, improves hole mobility, and provides low voltage and high efficiency. The purpose is to provide a novel compound that can provide long lifespan, prevent recrystallization of thin films due to high Tg, and improve driving stability.
본 발명은 또한 상기 신규한 화합물을 포함하여 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility를 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 구현할 수 있는 유기발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also includes the novel compound, which has excellent hole injection and hole transport properties, enabling low-voltage operation, and at the same time, excellent electron blocking properties, improving hole mobility, low voltage, high efficiency, long life, and high The purpose is to provide an organic light emitting device that can prevent recrystallization of thin films due to Tg and realize driving stability.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다:To achieve the above object, the present invention provides a compound represented by the following formula (1):
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서,In the above equation,
X는 O 또는 S이며,X is O or S,
L은 단일결합; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴렌기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -50의 헤테로아릴렌기이고, L is a single bond; Deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , C 6-50 arylene group substituted or unsubstituted with a silane group; or C 2-50 heteroaryl substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's Rengi,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고, Ar 1 and Ar 2 are each independently substituted or unsubstituted by deuterium, halogen, amino group , nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, or silane group . an aryl group of C 6 -50 ; or C 2-50 heteroaryl substituted or not substituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's awesome,
R1, R2, R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 아미노기; 니트릴기; 니트로기; 실란기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1 -30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1 -30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -50의 헤테로아릴기이다.
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; amino group; Nitrile group; nitro group; Silane group; C 1-30 alkyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 2-30 alkenyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 2-30 alkynyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 1-30 alkoxy group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 6-30 aryloxy group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; Deuterium, halogen , amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , C 6-50 aryl group substituted or unsubstituted with a silane group; or C 2-50 heteroaryl substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's awesome.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.Additionally, the present invention provides an organic light-emitting device containing the compound represented by Formula 1 above.
본 발명에 따른 신규한 화합물은 유기발광소자에 적용시 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility를 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 우수하게 할 수 있다.The novel compound according to the present invention has excellent hole injection and hole transfer characteristics when applied to organic light-emitting devices, enabling low-voltage operation. At the same time, it has excellent electron blocking characteristics, improves hole mobility, and has low voltage, high efficiency, and long lifespan. It can prevent recrystallization of thin films due to high Tg and improve driving stability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도면의 부호
10 : 기판
11 : 양극
12 : 정공주입층
13 : 정공전달층
14 : 발광층
15 : 전자전달층
16: 음극Figure 1 schematically shows a cross section of an OLED according to an embodiment of the present invention.
symbols in drawings
10: substrate
11: anode
12: hole injection layer
13: hole transport layer
14: light emitting layer
15: electron transport layer
16: cathode
본 발명의 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.The compound of the present invention is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서,In the above equation,
X는 O 또는 S이며,X is O or S,
L은 단일결합; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴렌기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -50의 헤테로아릴렌기이고, L is a single bond; Deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , C 6-50 arylene group substituted or unsubstituted with a silane group; or C 2-50 heteroaryl substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's Rengi,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴기이고, Ar 1 and Ar 2 are each independently substituted or unsubstituted by deuterium, halogen, amino group , nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, or silane group . an aryl group of C 6 -50 ; or C 2-50 heteroaryl substituted or not substituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's awesome,
R1, R2, R3, R4, 및 R5는 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐; 아미노기; 니트릴기; 니트로기; 실란기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1 -30의 알킬기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -30의 알케닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -30의 알키닐기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C1 -30의 알콕시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -30의 아릴옥시기; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6 -50의 아릴기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1 -30의 알킬기, C1 -30의 알콕시기, C2 -30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2 -50의 헤테로아릴기이다.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are each independently hydrogen; heavy hydrogen; halogen; amino group; Nitrile group; nitro group; Silane group; C 1-30 alkyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 2-30 alkenyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 2-30 alkynyl group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 1-30 alkoxy group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; C 6-30 aryloxy group substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, or nitro group; Deuterium, halogen , amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , C 6-50 aryl group substituted or unsubstituted with a silane group; or C 2-50 heteroaryl substituted or unsubstituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group , or silane group . It's awesome.
구체적으로 L, Ar1 및 Ar2는 아릴아민을 포함하지 않을 수 있고, 더욱 구체적으로는 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 플루오렌을 포함할 수 있다. 이 경우 더욱 우수한 hole mobility로 인한 저전압 구동, 고효율 유기발광소자 구현이 가능하다. Specifically, L, Ar 1 and Ar 2 may not contain arylamine, and more specifically, at least one of Ar 1 and Ar 2 may contain fluorene. In this case, it is possible to implement low-voltage operation and high-efficiency organic light-emitting devices due to better hole mobility.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예는 다음과 같다:In the present invention, specific examples of the compound represented by Formula 1 are as follows:
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본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 유기발광소자에 적용시 다음과 같은 장점을 가진다.The compound of Formula 1 according to the present invention has the following advantages when applied to organic light-emitting devices.
1. 벤조퓨란/벤조티오펜과 아릴아민이 결합하여 정공주입 및 정공수송에 적합한 HOMO 형성. 저전압 구동 가능.1. Benzofuran/benzothiophene and arylamine combine to form a HOMO suitable for hole injection and hole transport. Low voltage operation possible.
2. 벤조퓨란/벤조티오펜과 아릴아민이 결합하여 및 전자차단이 용이한 LUMO 형성. 고효율 가능2. Benzofuran/benzothiophene and arylamine combine to form LUMO, which is easy to block electrons. High efficiency possible
3. 벤조퓨란/티오펜 3번 치환으로 hole mobility 향상. 저전압, 고효율, 장수명 가능.3. Improved hole mobility by substituting benzofuran/thiophene 3 times. Low voltage, high efficiency, long life possible.
4. 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화 방지. 구동 안정성 향상.
4. Prevent recrystallization of thin films due to high Tg. Improved driving stability.
한 본 발명의 화합물은 하기 반응식 1을 통하여 제조될 수 있다:One compound of the present invention can be prepared through Scheme 1:
[반응식 1][Scheme 1]
상기 반응식 1에서 L, Ar1, Ar2, R1, R2, R3, R4, R5는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
In Scheme 1, L, Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are as defined in Formula 1.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기물층에 포함하는 유기발광소자를 제공한다. 구체적으로는 정공주입물질 또는 정공수송물질로 포함하는 것이며, 더욱 구체적으로는 정공수송물질로 포함하는 것이며, 이때, 본 발명의 화합물은 단독으로 사용되거나 공지의 유기발광 화합물과 함께 사용될 수 있다. 특히 화학식 1에서 L, Ar1 및 Ar2이 아릴아민을 포함하지 않고, Ar1 또는 Ar2가 플루오렌을 포함하는 경우 더욱 우수한 hole mobility로 인한 저전압 구동, 고효율 유기발광소자 구현이 가능하다.Additionally, the present invention provides an organic light-emitting device including the compound represented by Formula 1 above in an organic material layer. Specifically, it is included as a hole injection material or a hole transport material, and more specifically, it is included as a hole transport material. In this case, the compound of the present invention can be used alone or in combination with a known organic light-emitting compound. In particular, in Formula 1, when L, Ar 1 and Ar 2 do not contain arylamine and Ar 1 or Ar 2 contain fluorene, it is possible to implement low-voltage driving and high-efficiency organic light-emitting devices due to better hole mobility.
또한 본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하는 바, 상기 유기발광소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.In addition, the organic light-emitting device of the present invention includes one or more organic material layers containing the compound represented by Formula 1, and the manufacturing method of the organic light-emitting device is described as follows.
상기 유기발광소자는 애노드(anode)와 캐소드(cathod) 사이에 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 등의 유기물층을 1 개 이상 포함할 수 있다.The organic light-emitting device has an organic material layer such as a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer (EIL) between an anode and a cathode. It may contain more than one.
먼저, 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 애노드 전극용 물질을 증착시켜 애노드를 형성한다. 이때, 상기 기판은 통상의 유기발광소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면평활성, 취급용이성, 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용하는 것이 좋다. 또한, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다. 상기 애노드 전극용 물질은 통상의 애노드 형성방법에 의해 증착할 수 있으며, 구체적으로 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 증착할 수 있다.First, an anode is formed by depositing a material for an anode electrode with a high work function on the top of the substrate. At this time, the substrate may be a substrate used in a typical organic light emitting device. In particular, it is preferable to use a glass substrate or a transparent plastic substrate having excellent mechanical strength, thermal stability, transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofing. In addition, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), etc., which are transparent and have excellent conductivity, can be used as materials for the anode electrode. The material for the anode electrode can be deposited using a normal anode forming method, and specifically, can be deposited using a vapor deposition method or a sputtering method.
그 다음, 상기 애노드 전극 상부에 정공주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우 그 증착조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 정공주입층의 구조 및 열적특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 50-500℃의 증착온도, 10-8 내지 10-3 torr의 진공도, 0.01 내지 100Å/sec의 증착속도, 10 Å내지 5 ㎛의 층 두께 범위에서 적절히 선택할 수 있다. Next, a hole injection layer material can be formed on the anode electrode by a method such as vacuum deposition, spin coating, casting, or Langmuir-Blodgett (LB) method. When forming a hole injection layer by the vacuum deposition method, the deposition conditions vary depending on the compound used as the material for the hole injection layer, the structure and thermal characteristics of the desired hole injection layer, but generally a deposition temperature of 50-500°C, A vacuum degree of 10 -8 to 10 -3 torr, a deposition rate of 0.01 to 100 Å/sec, and a layer thickness of 10 Å to 5 ㎛ can be appropriately selected.
상기 정공주입층 물질은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으며, 공지의 물질과 함께 사용할 수도 있다. 상기 공지의 물질은 특별히 제한되지 않으며, 미국특허 제4,356,429호에 개시된 구리 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA(4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민), m-MTDATA(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민), m-MTDAPB(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠), HI-406(N1,N1'-(비페닐-4,4'-디일)비스(N1-(나프탈렌-1-일)-N4,N4-디페닐벤젠-1,4-디아민) 등을 정공주입층 물질로 사용할 수 있다.The hole injection layer material may be a compound represented by Formula 1 of the present invention, and may also be used together with known materials. The known materials are not particularly limited, and include phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine disclosed in U.S. Patent No. 4,356,429, or TCTA (4,4',4"-tri(N-carbazolyl)triphenyl, a starburst type amine derivative. amine), m-MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)triphenylamine), m-MTDAPB (4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)phenoxybenzene) , HI-406(N 1 ,N 1 '-(biphenyl-4,4'-diyl)bis(N 1 -(naphthalen-1-yl)-N 4 ,N 4 -diphenylbenzene-1,4- diamine), etc. can be used as a hole injection layer material.
다음으로 상기 정공주입층 상부에 정공수송층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 정공수송층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.Next, a hole transport layer material can be formed on top of the hole injection layer by a method such as vacuum deposition, spin coating, casting, or LB method. When forming a hole transport layer by the vacuum deposition method, the deposition conditions vary depending on the compound used, but it is generally better to select conditions within the same range as those for forming the hole injection layer.
또한, 상기 정공수송층 물질은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있으며, 공지의 물질과 함께 사용할 수도 있다. 상기 공지의 물질은 특별히 제한되지는 않으며, 정공수송층에 사용되고 있는 통상의 공지 물질 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 정공수송층 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N.N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상의 아민 유도체 등이 사용될 수 있다.Additionally, the hole transport layer material may be a compound represented by Formula 1 of the present invention, and may also be used together with known materials. The known materials are not particularly limited, and may be arbitrarily selected from among commonly known materials used in the hole transport layer. Specifically, the hole transport layer material is carbazole derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-bi. Common amines having an aromatic condensed ring, such as phenyl]-4,4'-diamine (TPD) and N.N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl benzidine (α-NPD). Derivatives, etc. may be used.
그 후, 상기 정공수송층 상부에 발광층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법에 의해 형성할 수 있다. 상기 진공증착법에 의해 발광층을 형성하는 경우 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다. 또한, 상기 발광층 재료는 공지의 화합물을 호스트 또는 도펀트로 사용할 수 있다.Thereafter, a light-emitting layer material may be formed on the hole transport layer by a method such as vacuum deposition, spin coating, casting, or LB method. When forming a light-emitting layer by the vacuum deposition method, the deposition conditions vary depending on the compound used, but it is generally better to select conditions within the same range as those for forming the hole injection layer. Additionally, the light emitting layer material may use a known compound as a host or dopant.
또한 일예로 상기 발광층 재료로 형광 도펀트로는 이데미츠사(Idemitsu사)에서 구입 가능한 IDE102 또는 IDE105, 또는 BD142(N6,N12-비스(3,4-디메틸페닐)-N6,N12-디메시틸크리센-6,12-디아민)를 사용할 수 있으며, 인광 도펀트로는 녹색 인광 도펀트 Ir(ppy)3(트리스(2-페닐피리딘) 이리듐), 청색 인광 도펀트인 F2Irpic(이리듐(Ⅲ) 비스[4,6-다이플루오로페닐)-피리디나토-N,C2'] 피콜린산염), UDC사의7 적색 인광 도펀트 RD61 등이 공동 진공증착(도핑)될 수 있다.In addition, as an example, the fluorescent dopant used as the light emitting layer material is IDE102 or IDE105 available from Idemitsu, or BD142 (N 6 , N 12 -bis (3,4-dimethylphenyl) -N 6 , N 12 -di Mesitylchrysene-6,12-diamine) can be used, and the green phosphorescent dopant Ir(ppy) 3 (tris(2-phenylpyridine) iridium) and the blue phosphorescent dopant F2Irpic (iridium(Ⅲ) bis) can be used. [4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C2'] picolinate), UDC's7 red phosphorescent dopant RD61, etc. can be co-vacuum deposited (doped).
또한, 발광층에 인광 도펀트와 함께 사용할 경우에는 삼중항 여기자 또는 정공이 전자수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공억제재료(HBL)를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의해 적층시킬 수 있다. 이때 사용할 수 있는 정공억제물질은 특별히 제한되지는 않으나, 정공억제재료로 사용되고 있는 공지의 것에서 임의의 것을 선택해서 이용할 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 일본특개평 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공억제재료 등을 들 수 있으며, 대표적으로 Balq(비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀리놀나토)-알루미늄 비페녹사이드), 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사 BCP(바쏘쿠프로인)) 등을 사용할 수 있다.In addition, when used with a phosphorescent dopant in the light emitting layer, a hole blocking material (HBL) can be additionally laminated by vacuum deposition or spin coating to prevent diffusion of triplet excitons or holes into the electron transport layer. The hole blocking material that can be used at this time is not particularly limited, but any material can be selected from known hole blocking materials and used. For example, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, or hole blocking materials described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-329734 (A1), etc., representative examples include Balq (bis (8-hyde) Roxy-2-methylquinolinolnato)-aluminum biphenoxide), phenanthrolines-based compounds (e.g., UDC's BCP (bassocuproin)), etc. can be used.
상기와 같이 형성된 발광층 상부에는 전자수송층이 형성되는데, 이때 상기 전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다.An electron transport layer is formed on top of the light emitting layer formed as described above. At this time, the electron transport layer can be formed by a method such as vacuum deposition, spin coating, or casting.
상기 전자수송층 재료는 전자주입전극으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 그 종류가 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 또는 ET4(6,6'-(3,4-디메시틸-1,1-디메틸-1H-실올-2,5-디일)디-2,2'-비피리딘)을 사용할 수 있다. 또한, 전자수송층 상부에 캐소드로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자주입층(EIL)이 적층될 수 있으며, 전자주입층 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.The electron transport layer material functions to stably transport electrons injected from the electron injection electrode, and its type is not particularly limited, for example, quinoline derivatives, especially tris(8-quinolinolato) aluminum (Alq 3) . ), or ET4 (6,6'-(3,4-dimesityl-1,1-dimethyl-1H-silol-2,5-diyl)di-2,2'-bipyridine) can be used. In addition, an electron injection layer (EIL), a material that has the function of facilitating injection of electrons from the cathode, can be laminated on the top of the electron transport layer. The electron injection layer materials include LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, etc. materials can be used.
또한, 상기 전자수송층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건 범위에서 선택하는 것이 좋다.In addition, the deposition conditions of the electron transport layer vary depending on the compound used, but it is generally better to select conditions within the same range as those for forming the hole injection layer.
그 뒤, 상기 전자수송층 상부에 전자주입층 물질을 형성할 수 있으며, 이때 상기 전자수송층은 통상의 전자주입층 물질을 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 등의 방법으로 형성할 수 있다. Afterwards, an electron injection layer material can be formed on top of the electron transport layer. In this case, the electron transport layer can be formed from a typical electron injection layer material by methods such as vacuum deposition, spin coating, and casting.
마지막으로 전자주입층 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 형성하고 캐소드로 사용한다. 여기서 캐소드 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 있다. 또한, 전면 발광소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수도 있다.Finally, a metal for forming a cathode is formed on the top of the electron injection layer by a method such as vacuum deposition or sputtering and used as a cathode. Here, metals having a low work function, alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof can be used as the metal for forming the cathode. Specific examples include lithium (Li), magnesium (Mg), aluminum (Al), aluminum-lithium (Al-Li), calcium (Ca), magnesium-indium (Mg-In), magnesium-silver (Mg-Ag), etc. There is. Additionally, a transmissive cathode using ITO or IZO can be used to obtain a front light emitting device.
본 발명의 유기발광소자는 애노드, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드 구조의 유기발광소자 뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기발광소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.The organic light emitting device of the present invention is capable of being an organic light emitting device having an anode, hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, electron injection layer, and cathode structure, as well as an organic light emitting device of various structures, depending on need. It is also possible to further form a layer or an intermediate layer of two layers.
상기와 같이 본 발명에 따라 형성되는 각 유기물층의 두께는 요구되는 정도에 따라 조절할 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 1,000 ㎚이며, 더욱 구체적으로는 20 내지 150 ㎚인 것이 좋다.As described above, the thickness of each organic layer formed according to the present invention can be adjusted according to the required degree, and is preferably 10 to 1,000 nm, and more specifically 20 to 150 nm.
또한 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 유기물층의 두께를 분자 단위로 조절할 수 있기 때문에 표면이 균일하며, 형태안정성이 뛰어난 장점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage that the organic material layer containing the compound represented by Formula 1 has a uniform surface and excellent dimensional stability because the thickness of the organic material layer can be adjusted on a molecular basis.
본 발명의 유기발광소자는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여 정공주입 및 정공전달 특성이 우수하여 저전압 구동이 가능하며, 동시에 전자차단 특성이 우수하며, hole mobility를 향상시키고, 저전압, 고효율, 장수명을 가져오며, 높은 Tg로 인한 박막의 재결정화를 방지할 수 있으며, 구동 안정성을 가진다.
The organic light-emitting device of the present invention, including the compound represented by Formula 1, has excellent hole injection and hole transfer characteristics, enabling low-voltage operation. At the same time, it has excellent electron blocking characteristics, improves hole mobility, and provides low-voltage, high-efficiency, and low-voltage properties. It provides long lifespan, prevents recrystallization of thin films due to high Tg, and has operational stability.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples will be presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
OP의 합성Synthesis of OP
목적 화합물 합성을 위해 OP의 준비는 상기 단계를 거쳐 합성하였다. To synthesize the target compound, OP was prepared through the above steps.
하기 OP1의 합성법은 다음과 같다. The synthesis method of OP1 is as follows.
둥근바닥플라스크에 N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine 10 g, 1-bromo-4-iodobenzene 11.0 g, t-BuONa 4.0 g, Pd2(dba)3 1.0 g,(t-Bu)3P 1.6 ml를 톨루엔 200 ml에 녹인 후 50℃로 교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결하였다. 유기층을 EA로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 OP1 6.72 g (수율 47%)를 얻었다.
In a round bottom flask, 10 g of N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine, 11.0 g of 1-bromo-4-iodobenzene, and t-BuONa 4.0 g, 1.0 g of Pd 2 (dba) 3 , and 1.6 ml of (t-Bu) 3 P were dissolved in 200 ml of toluene and stirred at 50°C. The reaction was confirmed by TLC and the reaction was terminated after adding water. The organic layer was extracted with EA, filtered under reduced pressure, and purified by column to obtain 6.72 g of OP1 (yield 47%).
상기 OP1과 같은 방법으로 하기 OP2 내지 OP11을 합성하였다. OP2 to OP11 below were synthesized in the same manner as OP1.
화합물1의Compound 1 합성 synthesis
둥근바닥플라스크에 benzofuran-3-ylboronic acid 1.13 g, OP1 3.0 g 1,4-dioxan 40 ml에 녹이고 K2CO3(2M) 8.5 ml와 Pd(PPh3)4 0.20 g을 넣은 후 환류 교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결시켰다. 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물1 2.03 g (수율 63%)를 얻었다. In a round bottom flask, 1.13 g of benzofuran-3-ylboronic acid and 3.0 g of OP1 were dissolved in 40 ml of 1,4-dioxan, 8.5 ml of K 2 CO 3 (2M) and 0.20 g of Pd(PPh 3 ) 4 were added, followed by refluxing and stirring. The reaction was confirmed by TLC and the reaction was terminated after adding water. The organic layer was extracted with MC, filtered under reduced pressure, and purified by column to obtain 2.03 g of Compound 1 (yield 63%).
m/z: 553.24 (100.0%), 554.24 (44.8%), 555.25 (9.8%), 556.25 (1.5%)m/z: 553.24 (100.0%), 554.24 (44.8%), 555.25 (9.8%), 556.25 (1.5%)
화합물2의Compound 2 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP2를 사용하여 화합물2를 합성하였다. (수율58%) Compound 2 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP2 instead of OP1. (yield 58%)
m/z: 677.27 (100.0%), 678.28 (55.6%), 679.28 (15.4%), 680.28 (2.9%)m/z: 677.27 (100.0%), 678.28 (55.6%), 679.28 (15.4%), 680.28 (2.9%)
화합물3의Compound 3 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP3을 사용하여 화합물3을 합성하였다. (수율55%)Compound 3 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP3 instead of OP1. (55% yield)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
화합물4의Compound 4 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP4를 사용하여 화합물4를 합성하였다. (수율57%)Compound 4 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP4 instead of OP1. (yield 57%)
m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)
화합물5의Compound 5 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP5를 사용하여 화합물5를 합성하였다. (수율50%) Compound 5 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP5 instead of OP1. (50% yield)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
화합물6의Compound 6 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP6을 사용하여 화합물6을 합성하였다. (수율52%) Compound 6 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP6 instead of OP1. (yield 52%)
m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)
화합물7의Compound 7 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP7을 사용하여 화합물7을 합성하였다. (수율55%) Compound 7 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP7 instead of OP1. (55% yield)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
화합물8의Compound 8 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP8을 사용하여 화합물8을 합성하였다. (수율60%) Compound 8 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP8 instead of OP1. (yield 60%)
m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)
화합물9의Compound 9 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP9를 사용하여 화합물9를 합성하였다. (수율48%) Compound 9 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP9 instead of OP1. (yield 48%)
m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)m/z: 629.27 (100.0%), 630.28 (51.3%), 631.28 (13.1%), 632.28 (2.3%)
화합물10의Compound 10 합성 synthesis
화합물1과 같은 방법으로 OP1 대신 OP10을 사용하여 화합물10을 합성하였다. (수율44%) Compound 10 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP10 instead of OP1. (yield 44%)
m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)m/z: 669.30 (100.0%), 670.31 (54.6%), 671.31 (14.8%), 672.31 (2.7%)
화합물11의Compound 11 합성 synthesis
둥근바닥플라스크에 benzofuran-3-ylboronic acid 1.45 g, OP1 3.5 g 1,4-dioxan 50 ml에 녹이고 K2CO3(2M) 10.2 ml와 Pd(PPh3)4 0.23 g을 넣은 후 환류 교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결시켰다. 유기층을 MC로 추출하고 감압여과한 후 컬럼정제하여 화합물11 2.32 g (수율 60%)를 얻었다. In a round bottom flask, 1.45 g of benzofuran-3-ylboronic acid and 3.5 g of OP1 were dissolved in 50 ml of 1,4-dioxan, 10.2 ml of K 2 CO 3 (2M) and 0.23 g of Pd(PPh 3 ) 4 were added, and then refluxed and stirred. The reaction was confirmed by TLC and the reaction was terminated after adding water. The organic layer was extracted with MC, filtered under reduced pressure, and purified by column to obtain 2.32 g of Compound 11 (yield 60%).
m/z: 569.22 (100.0%), 570.22 (45.5%), 571.22 (10.1%), 571.21 (4.5%), 572.22 (2.1%), 572.23 (1.4%)m/z: 569.22 (100.0%), 570.22 (45.5%), 571.22 (10.1%), 571.21 (4.5%), 572.22 (2.1%), 572.23 (1.4%)
화합물12의Compound 12 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP2를 사용하여 화합물12를 합성하였다. (수율58%) Compound 12 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP2 instead of OP1. (yield 58%)
m/z: 693.25 (100.0%), 694.25 (56.3%), 695.26 (15.1%), 695.24 (4.5%), 696.26 (2.8%), 696.25 (2.6%)m/z: 693.25 (100.0%), 694.25 (56.3%), 695.26 (15.1%), 695.24 (4.5%), 696.26 (2.8%), 696.25 (2.6%)
화합물13의Compound 13 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP3을 사용하여 화합물13을 합성하였다. (수율63%) Compound 13 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP3 instead of OP1. (yield 63%)
m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)
화합물14의Compound 14 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP4를 사용하여 화합물14를 합성하였다. (수율60%) Compound 14 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP4 instead of OP1. (yield 60%)
m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)
화합물15의Compound 15 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP5를 사용하여 화합물15를 합성하였다. (수율55%) Compound 15 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP5 instead of OP1. (55% yield)
m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)
화합물16의Compound 16 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1대신 OP6을 사용하여 화합물16을 합성하였다. (수율58%) Compound 16 was synthesized in the same manner as compound 11 using OP6 instead of OP1. (yield 58%)
m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)
화합물17의Compound 17 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP7을 사용하여 화합물17을 합성하였다. (수율54%) Compound 17 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP7 instead of OP1. (54% yield)
m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)
화합물18의Compound 18 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP8을 사용하여 화합물18을 합성하였다. (수율54%) Compound 18 was synthesized in the same manner as compound 11 using OP8 instead of OP1. (54% yield)
m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)
화합물19의Compound 19 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP9를 사용하여 화합물19를 합성하였다. (수율50%) Compound 19 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP9 instead of OP1. (50% yield)
m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)m/z: 645.25 (100.0%), 646.25 (52.0%), 647.26 (12.9%), 647.24 (4.5%), 648.25 (2.4%), 648.26 (2.2%)
화합물20의Compound 20 합성 synthesis
화합물11과 같은 방법으로 OP1 대신 OP10을 사용하여 화합물20을 합성하였다. (수율48%) Compound 20 was synthesized in the same manner as Compound 11, using OP10 instead of OP1. (yield 48%)
m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)m/z: 685.28 (100.0%), 686.28 (55.2%), 687.29 (14.6%), 687.28 (5.2%), 688.29 (2.7%), 688.28 (2.5%)
화합물21의Compound 21 합성 synthesis
화합물 1과 같은 방법으로 OP1대신 OP11를 사용하여 화합물 21을 합성하였다. (수율63%)Compound 21 was synthesized in the same manner as Compound 1, using OP11 instead of OP1. (yield 63%)
m/z: 717.30 (100.0%), 718.31 (58.9%), 719.31 (17.2%), 720.31 (3.3%)m/z: 717.30 (100.0%), 718.31 (58.9%), 719.31 (17.2%), 720.31 (3.3%)
화합물22의Compound 22 합성 synthesis
화합물 11과 같은 방법으로 OP1대신 OP11를 사용하여 화합물 22를 합성하였다. (수율67%)Compound 22 was synthesized in the same manner as Compound 11 using OP11 instead of OP1. (yield 67%)
m/z: 733.28 (100.0%), 734.28 (59.6%), 735.29 (17.0%), 735.28 (5.2%), 736.29 (3.4%), 736.28 (2.7%)m/z: 733.28 (100.0%), 734.28 (59.6%), 735.29 (17.0%), 735.28 (5.2%), 736.29 (3.4%), 736.28 (2.7%)
화합물23의Compound 23 합성 synthesis
둥근바닥플라스크에 N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-amine 8.8 g, 3-bromobenzofuran 3.0 g, t-BuONa 2.2 g, Pd2(dba)3 0.6 g, (t-Bu)3P 0.7 ml를 톨루엔120 ml에 녹인 후 환류교반하였다. TLC로 반응을 확인하고 물을 첨가 후 반응을 종결하였다. 유기층을 EA로 추출하고 감압여과한 후 재결정하여 화합물23 6.84 g (수율 70%)를 얻었다.In a round bottom flask, 8.8 g of N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-amine, 3.0 g of 3-bromobenzofuran, 2.2 g of t-BuONa, 0.6 g of Pd 2 (dba) 3 and 0.7 ml of (t-Bu) 3 P were dissolved in 120 ml of toluene and stirred under reflux. The reaction was confirmed by TLC and the reaction was terminated after adding water. The organic layer was extracted with EA, filtered under reduced pressure, and recrystallized to obtain 6.84 g of Compound 23 (yield 70%).
m/z: 641.27 (100.0%), 642.28 (52.4%), 643.28 (13.6%), 644.28 (2.4%)m/z: 641.27 (100.0%), 642.28 (52.4%), 643.28 (13.6%), 644.28 (2.4%)
화합물24의Compound 24 합성 synthesis
화합물 23과 같은 방법으로 3-bromobenzofuran 대신 3-bromobenzo[b]thiophene 를 사용하여 화합물 24를 합성하였다.Compound 24 was synthesized in the same manner as Compound 23, using 3-bromobenzo[b]thiophene instead of 3-bromobenzofuran.
m/z: 657.25 (100.0%), 658.25 (53.1%), 659.26 (13.4%), 659.24 (4.5%), 660.25 (2.4%), 660.26 (2.3%)m/z: 657.25 (100.0%), 658.25 (53.1%), 659.26 (13.4%), 659.24 (4.5%), 660.25 (2.4%), 660.26 (2.3%)
유기발광소자의 제조Manufacturing of organic light emitting devices
도 1에 기재된 구조에 따라 유기발광소자를 제조하였다. 유기발광소자는 아래로부터 양극(정공주입전극(11))/정공주입층(12)/정공수송층(13)/발광층(14)/전자전달층(15)/음극(전자주입전극(16)) 순으로 적층되어 있다. An organic light emitting device was manufactured according to the structure shown in Figure 1. The organic light emitting device is, from below, an anode (hole injection electrode 11)/hole injection layer 12/hole transport layer 13/light emitting layer 14/electron transport layer 15/cathode (electron injection electrode 16). They are stacked in order.
하기 실시예 및 비교예의 정공주입층(12), 정공전달층(13), 발광층(14), 전자전달층(15)는 아래과 같은 물질을 사용하였다.The following materials were used for the hole injection layer 12, hole transport layer 13, light emitting layer 14, and electron transport layer 15 in the following examples and comparative examples.
유기발광소자의 제조Manufacturing of organic light emitting devices
실시예Example 1 One
인듐틴옥사이드(ITO)가 1500 Å두께가 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정 한 후 ITO 기판 상부에 열 진공 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 정공주입층으로 DNTPD 600 Å 정공수송층으로 화합물1 250 Å 제막하였다. 다음으로 상기 발광층으로 호스트 BH01에 도판트 BD01 3%를 도핑하여 300 Å제막하였다. 다음으로 전자전달층으로 ET01:Liq(1:1) 300 Å제막한 후 LiF 10 Å 알루미늄(Al) 1000 Å 제막하고, 이 소자를 글로브 박스에서 밀봉(Encapsulation)함으로써 유기발광소자를 제작하였다. A glass substrate coated with a 1500 Å-thick thin film of indium tin oxide (ITO) was ultrasonically washed with distilled water. After washing with distilled water, the substrate is ultrasonic cleaned with solvents such as isopropyl alcohol, acetone, and methanol, dried, and then transferred to a plasma cleaner. The substrate is cleaned for 5 minutes using oxygen plasma, and then a thermal vacuum evaporator (thermal vacuum evaporator) is placed on the top of the ITO substrate. Using an evaporator, 600 Å of DNTPD was deposited as a hole injection layer and 250 Å of Compound 1 was deposited as a hole transport layer. Next, 3% of the dopant BD01 was doped into the host BH01 as the light emitting layer to form a 300 Å film. Next, an organic light emitting device was manufactured by forming a 300 Å film of ET01:Liq (1:1) as an electron transport layer and then forming a 1000 Å film of LiF 10 Å aluminum (Al), and encapsulating this device in a glove box.
실시예Example 2 내지 2 to 실시예Example 24 24
실시예 1과 같은 방법으로 정공수송층을 각각 화합물 2 내지 24을 사용하여 제막한 유기발광소자를 제작하였다. An organic light-emitting device was manufactured in which the hole transport layer was formed using compounds 2 to 24, respectively, in the same manner as in Example 1.
비교예Comparative example 1 One
상기 실시예 1의 정공수송층을 화합물1 대신 NPB로 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 소자를 제작하였다. A device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that NPB was used as the hole transport layer instead of Compound 1.
비교예Comparative example 2 내지 2 to 비교예Comparative example 6 6
상기 실시예 1의 정공수송층을 화합물 1 대신 각각 Ref.1부터 Ref.5까지 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 소자를 제작하였다.A device was manufactured in the same manner, except that the hole transport layer of Example 1 was used in Ref.1 to Ref.5 instead of Compound 1, respectively.
유기발광소자의 성능평가Performance evaluation of organic light emitting devices
키슬리 2400 소스 메져먼트 유닛(Kiethley 2400 source measurement unit) 으로 전압을 인가하여 전자 및 정공을 주입하고 코니카 미놀타(Konica Minolta) 분광복사계(CS-2000)를 이용하여 빛이 방출될 때의 휘도를 측정함으로써, 실시예 및 비교예의 유기발광소자의 성능을 인가전압에 대한 전류 밀도 및 휘도를 대기압 조건하에 측정하여 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. Apply voltage to the Keithley 2400 source measurement unit to inject electrons and holes, and measure the luminance when light is emitted using a Konica Minolta spectroradiometer (CS-2000). By doing so, the performance of the organic light emitting devices of Examples and Comparative Examples was evaluated by measuring the current density and luminance with respect to the applied voltage under atmospheric pressure conditions, and the results are shown in Table 1.
(hr)LT95
(hr)
상기 표 1에 나타나는 바와 같이 본 발명의 화합물은 정공수송층으로 사용시 비교예 1 내지 6에 비하여 모든 면에서 물성이 우수함을 확인할 수 있다. 특히 비교예 3 내지 4와 비교하여 같은 Ar1 및 Ar2가 아릴아민을 포함하지 않으며, 비교예 5 내지 6과 비교하여 벤조퓨란 및 벤조티오펜 3번 위치로 아릴아민이 치환되었을 경우 전자차단이 용이한 LUMO를 유지할 수 있고, 박막 상태에서 분자배열이 우수하고 홀 모빌리티가 뛰어나 효율 및 수명 향상에 큰 영향을 주었음을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be confirmed that the compound of the present invention has superior physical properties in all respects compared to Comparative Examples 1 to 6 when used as a hole transport layer. In particular, compared to Comparative Examples 3 to 4, the same Ar 1 And Ar 2 does not contain arylamine, and compared to Comparative Examples 5 to 6, when arylamine is substituted at the 3rd position of benzofuran and benzothiophene, LUMO, which is easy to block electrons, can be maintained, and the molecule in a thin film state It can be seen that the excellent arrangement and excellent hole mobility had a significant impact on improving efficiency and lifespan.
Claims (6)
[화학식 1]
상기 식에서,
X는 O 또는 S이며,
L은 단일결합; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C1-30의 알콕시기, C2-30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴렌기; 또는 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C1-30의 알콕시기, C2-30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C2-50의 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C1-30의 알콕시기, C2-30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴기; 또는 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 벤조퓨란 또는 벤조티오펜이고,
상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 플루오렌을 포함하며,
R1, R2, R3, 및 R4는 모두 수소이고,
R5는 수소; 중수소; 중수소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, C1-30의 알킬기, C1-30의 알콕시기, C2-30의 알케닐기, 실란기로 치환되거나 치환되지 않은 C6-50의 아릴이다.Compound represented by the following formula 1:
[Formula 1]
In the above equation,
X is O or S,
L is a single bond; Deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, C 6-50 arylene group substituted or unsubstituted with a silane group; or C 2-50 heteroaryl substituted or not substituted with deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, or silane group. It's Rengi,
Ar 1 and Ar 2 are each independently substituted or unsubstituted by deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, or silane group. Aryl group of C 6-50 ; or dibenzofuran, dibenzothiophene, benzofuran or benzothiophene,
At least one of Ar 1 and Ar 2 includes fluorene,
R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are all hydrogen,
R 5 is hydrogen; heavy hydrogen; Deuterium, halogen, amino group, nitrile group, nitro group, C 1-30 alkyl group, C 1-30 alkoxy group, C 2-30 alkenyl group, and C 6-50 aryl substituted or unsubstituted with a silane group.
상기 L, Ar1 및 Ar2는 아릴아민을 포함하지 않는 화합물.According to paragraph 1,
above L, Ar 1 and Ar 2 does not contain arylamine.
하기 화학식들 중 어느 하나로 표시되는 화합물:
, , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Compounds represented by any of the following formulas:
, , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
상기 유기물층이 제1항의 화합물을 정공주입물질 또는 정공수송물질로 함유하는 유기발광소자.According to clause 5,
An organic light-emitting device wherein the organic material layer contains the compound of claim 1 as a hole injection material or hole transport material.
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