KR20190056731A - 화합물, 이를 포함하는 코팅조성물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학식 1의 화합물, 이를 포함하는 코팅 조성물, 및 이를 이용하여 형성된 유기 발광 소자에 관한 것이다.

Description

화합물, 이를 포함하는 코팅조성물 및 이를 이용한 유기 발광 소자{COMPOUND, COATING COMPOSITIONS COMPRISING THE SAME, AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME}

본 명세서는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

유기 발광 현상은 특정 유기 분자의 내부 프로세스에 의하여 전류가 가시광으로 전환되는 예의 하나이다. 유기 발광 현상의 원리는 다음과 같다. 애노드와 캐소드 사이에 유기물 층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전류를 걸어주게 되면 캐소드와 애노드로부터 각각 전자와 정공이 유기물 층으로 주입된다. 유기물 층으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤 (exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 다시 바닥 상태로 떨어지면서 빛이 나게 된다. 이러한 원리를 이용하는 유기 발광 소자는 일반적으로 캐소드와 애노드 및 그 사이에 위치한 유기물층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 포함하는 유기물 층으로 구성될 수 있다.

유기 발광 소자에서 사용되는 물질로는 순수 유기 물질 또는 유기 물질과 금속이 착물을 이루는 착화합물이 대부분을 차지하고 있으며, 용도에 따라 정공주입물질, 정공수송물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 구분될 수v있다. 여기서, 정공주입물질이나 정공수송 물질로는 p-타입의 성질을 가지는 유기 물질, 즉 쉽게 산화가 되고 산화시에 전기화학적으로 안정한 상태를 가지는 유기물이 주로 사용되고 있다. 한편, 전자주입 물질이나 전자수송 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.

위에서 언급한 외에, 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 다음과 같은 성질을 추가적으로 갖는 것이 바람직하다.

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 정공수송층 물질로 주로 사용되는 NPB는 유리 전이 온도가 100℃ 이하의 값을 가지므로, 높은 전류를 필요로 하는 유기 발광 소자에 서는 사용하기 힘든 문제가 있다.

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 또는 LUMO 에너지 준위를 가져야 한다. 현재 용액 도포법에 의해 제조되는 유기 발광 소자에서 정공수송 물질로 사용되는 PEDOT:PSS의 경우, 발광층 물질로 사용되는 유기물의 LUMO 에너지 준위에 비하여 LUMO 에너지 준위가 낮기 때문에 고효율 장 수명의 유기 발광 소자 제조에 어려움이 있다.

이외에도 유기 발광 소자에서 사용되는 물질은 화학적 안정성, 전하이동도, 전극 이나 인접한 층과의 계면 특성 등이 우수하여야 한다. 즉, 유기 발광소자에서 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.

따라서, 당 기술 분야에서는 상기와 같은 요건을 갖춘 유기물의 개발이 요구되고 있다.

한국 특허공개공보 2012-0112277호

본 명세서는 화합물, 이를 포함하는 코팅조성물 및 이를 이용하여 형성된 유기 발광 소자를 제공한다.

본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에 있어서,

Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,

L1은 Y1; X1-Y2-X2; X3-Y3-X4-Y4-X5; Y5-X6-Y6-X7-Y7; Y8-Z1-Y9; 또는 X8-Y10-Z2-Y11-X9이고,

상기 X1 내지 X9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, 또는 SiR₁₀R₁₁이며,

상기 R₁₀ 및 R₁₁은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,

상기 Y1 내지 Y11는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기이며,

상기 Z1 및 Z2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,

L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,

n은 각각 0 내지 2의 정수이고, n이 2인 경우 L2는 서로 같거나 상이하며,

R1는 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기이며,

R2는 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,

l은 0 내지 8의 정수이고, l이 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하며,

a 및 b는 각각 1 또는 2이고, a 및 b가 2 인 경우, 괄호안의 연결기는 서로 같거나 상이하다.

또한, 본 명세서는 전술한 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 전술한 코팅 조성물을 포함하는 것인 유기 발광 소자를 제공한다.

본 발명에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로서 사용될 수 있으며, 상기 화합물은 용액 공정이 가능하여, 소자의 대면적화가 가능하다. 특히 용해도를 증대시킬 수 있는 물질로 사용하여 발광물질을 연결시킴으로써, 유기 발광 소자의 발광층을 용액 공정으로 형성할 수 있고, 분자량이 1000이상이므로 용액공정에서 코팅성이 향상된다. 따라서, 공정성을 크게 개선할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 발광 소자의 유기물층 재료로 사용될 수 있으며, 낮은 구동전압 및 높은 발광효율의 특성을 제공할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 제조예 1에 따른 화합물 1의 MASS 스펙트럼이다.
도 3은 본 명세서의 제조예 2에 따른 화합물 2의 MASS 스펙트럼이다.
도 4는 본 명세서의 제조예 2에 따른 화합물 2의 NMR 스펙트럼이다.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서의 일실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 높은 광발광 양자 효율과 화학적 안정성을 지닌 플루오렌기와 전하 수송 능력이 우수하고 열적 안정성이 우수한 안트라센기를 포함하여 고효율, 낮은 구동전압을 지닌 유기 발광 소자를 제조할 수 있다. 특히 상기 화학식 1에 포함된 안트라센기는 넓은 밴드갭을 지님으로써 특히 유기 발광 소자의 발광층 물질, 특히 호스트 재료로서 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 안트라센과 플루오렌으로 이루어진 2개의 구조 사이에 용해도를 증대시킬 수 있는 링커를 도입하고 전체 분자량을 증가시킴으로써, 박막 제조 시 용액 공정이 용이하며, 코팅성이 우수한 이점이 있다.

이와 같이, 용액 공정에서 사용될 수 있는 화합물을 유기 발광 소자의 유기물층 재료로 사용함으로써, 용액 도포법에 의하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있으므로 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다. 또한, 용액 도포법에 의하여 유기 발광 소자를 제조할 수 있어 소자의 대면적화가 가능하다.

본 명세서에서 상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 수소; 중수소; 할로겐기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다.

본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.

본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 퀴놀린닐기, 퀴나졸린기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 이소옥사졸기, 티아디아졸기, 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.

본 명세서에 있어서, 헤테로아릴렌기는 헤테로고리기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기의 설명이 적용될 수 있다.

본 명세서에 있어서, 알킬렌기는 알킬기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 알킬기의 설명이 적용될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시된다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 2 내지 4에 있어서,

Ar1, L2, R1, R2, a, b, l, n, X1 내지 X5 및 Y1 내지 Y4는 화학식 1에서의 정의와 같고,

Ar2는 화학식 1의 Ar1의 정의와 같으며,

L3은 화학식 1의 L2의 정의와 같고,

R3은 화학식 1의 R2의 정의와 같으며,

R4는 화학식 1의 R1의 정의과 같고,

o는 화학식 1의 n의 정의와 같으며,

q는 화학식 1의 l의 정의와 같고,

c 및 d는 화학식 1의 a의 정의와 같다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 Y1 또는 X1-Y2-X2이고, 상기 X1 및 X2는 O이며, 상기 Y1 및 Y2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 알킬렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 Y1 또는 X1-Y2-X2이고, 상기 X1 및 X2는 O이며, 상기 Y1 및 Y2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 Y1 또는 X1-Y2-X2이고, 상기 X1 및 X2는 O이며, 상기 Y1 및 Y2는 탄소수 3 내지 10의 알킬렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 Y1 또는 X1-Y2-X2이고, 상기 X1 및 X2는 O이며, 상기 Y1 및 Y2는 부렌틸기, 펜틸렌기 또는 헥실렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 Y1 또는 X1-Y2-X2이고, 상기 X1 및 X2는 O이며, 상기 Y1 및 Y2는 헥실렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택된다.

상기 구조식에 있어서,

m은 3 내지 12의 정수이며,

n1 내지 n2 각각 1 내지 6의 정수이고,

R12 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,

R21은 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12 내지 R15는 수소이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 또는 페닐기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 시클로헥실렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R21은 페닐렌기이다.

본 명세서의 일 실시 상태에 잇어서, 상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택된다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄의 알킬기; 탄소수 3 내지 10의 분지쇄의 알킬기; 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄의 알킬기; 또는 탄소수 3 내지 10의 분지쇄의 알킬기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 tert-부틸기 또는 헥실기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 3 내지 10의 분지쇄의 알킬기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 tert-부틸기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄알킬기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 헥실기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 바이나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 1-나프틸기; 치환 또는 비치환된 2-나프틸기; 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 치환 또는 비치환된 바이나프틸기; 치환 또는 비치환된 안트라센기; 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 아릴기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 바이나프틸기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 아릴기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 아릴기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.

명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 바이나프틸기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 안트라센기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기; 또는 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 페닐기; 페닐기 또는 나프틸기로 치환 또는 비치환된 나프틸기; 바이페닐기; 바이나프틸기; 안트라센기; 트리페닐렌기; 또는 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Ar1은 페닐기; 나프틸기; 바이페닐기; 또는 디벤조퓨란기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이고, 상기 L2는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이고, 상기 L2는 페닐렌기; 바이페닐기; 나프틸렌기; 또는 2가의 트리페닐렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이고, 상기 L2는 페닐렌기; 또는 나프틸렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이고, 상기 L2는 페닐렌기이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물의 분자량은 1000이상 3000이하이다. 바람직하게 1000이상 2000이하이다. 분자량이 상기 범위를 만족하는 경우 용액 공정에서 우수한 코팅성을 기대할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택된다.

본 출원의 일 실시 상태에 따른 화합물은 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있다.

예컨데 상기 상기 화학식 1로 화합물은 하기 반응식 1과 같이 제조될수 있다. 치환기는 당기술분야에 알려져 있는 방법에 의하여 결합될 수 있으며, 치환기의 종류, 위치 또는 개수는 당기술분야에 알려져 있는 기술에 따라 변경될 수 있다.

[반응식 1]

상기 반응식 1은 L1 이 X1-Y2-X2인 화합물의 일반적인 반응식이다. 상기 반응식에서 페닐기에 결합하는 치환기와 링커를 조절하여 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물을 제조할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자용이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 상기 화합물 및 용매를 포함한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물은 액상일 수 있다. 상기 "액상"은 상온 및 상압에서 액체 상태인 것을 의미한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 예컨대, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 지방족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매; 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매;및 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매; 메틸 벤조에이트, 부틸 벤조에이트, 3-페녹시 벤조에이트 등의 벤조에이트계 용매; 테트랄린 등의 용매가 예시되나, 본원 발명의 일 실시상태에 따른 화합물을 용해 또는 분산시킬 수 있는 용매면 족하고, 이들을 한정하지 않는다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 용매는 1 종 단독으로 사용하거나, 또는 2 종 이상의 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 용매의 비점은 바람직하게 40 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 230℃이나, 이에 한정되지 않는다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 단독 혹은 혼합 용매의 점도는 바람직하게 1 내지 10 CP, 더욱 바람직하게는 3 내지 8CP이나, 이에 한정되지 않는다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물의 농도는 바람직하게 0.1 내지 20 wt/v%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 wt/v%, 이나, 이에 한정되지 않는다.

본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자를 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 화학식 1의 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 포함한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 포함을 이용하여 형성된 유기물층은 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층이다.

또 다른 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 포함하는 유기물층은 발광층이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발광층의 두께는 50 Å 내지 500 Å 이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅조성물은 도펀트를 더 포함하고, 상기 코팅조성물을 포함하는 유기물층은 발광층이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅조성물은 화학식 1의 화합물과 도펀트를 포함하고, 화학식 1과 도펀트는 99:1 내지 50: 50의 중량비로 포함된다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅조성물은 화학식 1의 화합물과 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트는 아릴아민 화합물이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 정공주입층, 정공수송층. 전자수송층, 전자주입층, 전자저지층 및 정공저지층으로 이루어진 군에서 선택되는 1층 또는 2층 이상을 더 포함한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극은 캐소드이고, 제2 전극은 애노드이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극은 애노드이고, 제2 전극은 캐소드이다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 1층 이상의 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.

또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 캐소드, 1층 이상의 유기물층 및 애노드가 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.

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 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.

예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자의 구조는 도 1에 예시되어 있다.

도 1에는 기판(101) 상에 애노드(201), 정공주입 및 수송층(301), 발광층(501), 전자수송층(601) 및 캐소드(701)가 순차적으로 적층된 유기 발광 소자의 구조가 예시되어 있다.

상기 도 1에서 발광층(501)은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성된다.

상기 도 1은 유기 발광 소자를 예시한 것이며 이에 한정되지 않는다.

상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.

본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층 중 1층 이상이 상기 화합물을 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려져 있는 재료와 방법으로 제조될 수 있다.

예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 애노드, 유기물층 및 캐소드를 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 애노드를 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 캐소드로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 캐소드 물질부터 유기물층, 애노드 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.

본 명세서는 또한, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.

구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 캐소드 또는 애노드를 형성하는 단계; 상기 캐소드 또는 애노드 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 애노드 또는 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 유기물층 중 1 층 이상은 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 스핀 코팅을 이용하여 형성된다.

또 다른 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층은 인쇄법에 의하여 형성된다.

본 명세서의 상태에 있어서, 상기 인쇄법은 예컨대, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 오프셋 프린팅, 전사 프린팅 또는 스크린 프린팅 등이 있으나, 이를 한정하지 않는다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 코팅 조성물은 구조적인 특성으로 용액공정이 적합하여 인쇄법에 의하여 형성될 수 있으므로 소자의 제조 시에 시간 및 비용적으로 경제적인 효과가 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅 조성물을 이용하여 형성된 유기물층을 형성하는 단계는 상기 캐소드 또는 애노드 상에 상기 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 코팅 조성물을 건조하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 건조하는 단계는 질소, 아르곤 분위기 또는 공기 중에서 행해질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서 상기 건조하는 단계는 열처리를 통하여 행해질 수 있으며, 열처리 온도는 85℃ 내지 250℃이고, 바람직하게 100℃ 내지 150℃이다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리하여 건조하는 단계에서의 열처리 시간은 1분 내지 2시간이고, 바람직하게 1분 내지 30분이다.

상기 애노드 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 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-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

상기 캐소드 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 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.

상기 정공 주입층은 전극으로부터 정공을 주입하는 층으로, 정공 주입 물질로는 정공을 수송하는 능력을 가져 애노드에서의 정공 주입효과, 발광층 또는 발광재료에 대하여 우수한 정공 주입 효과를 갖고, 발광층에서 생성된 여기자의 전자주입층 또는 전자주입재료에의 이동을 방지하며, 또한, 박막 형성 능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 애노드 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정 되는 것은 아니다.

상기 정공수송층은 정공주입층으로부터 정공을 수취하여 발광층까지 정공을 수송하는 층으로, 정공 수송 물질로는 애노드나 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.

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.

상기 발광층은 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 축합 방향족환 유도체 또는 헤테로환 함유 화합물 등이 있다. 구체적으로 축합 방향족환 유도체로는 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 펜타센 유도체, 페난트렌 화합물, 플루오란텐 화합물 등이 있고, 헤테로환 함유 화합물로는 카바졸 유도체, 디벤조퓨란 유도체, 래더형 퓨란 화합물, 피리미딘 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 고분자 화합물을 사용할 수 있으며, 폴리-1,4-페닐렌이나, 폴리플루오렌과 같은 고분자 화합물 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도펀트 재료로는 방향족 아민 유도체, 스트릴아민 화합물, 붕소 착체, 플루오란텐 화합물, 금속 착체 등이 있다. 구체적으로 방향족 아민 유도체로는 치환 또는 비치환된 아릴아미노기를 갖는 축합 방향족환 유도체로서, 아릴아미노기를 갖는 피렌, 안트라센, 크리센, 페리플란텐 등이 있으며, 스티릴아민 화합물로는 치환 또는 비치환된 아릴아민에 적어도 1개의 아릴비닐기가 치환되어 있는 화합물로, 아릴기, 실릴기, 알킬기, 시클로알킬기 및 아릴아미노기로 이루어진 군에서 1 또는 2 이상 선택되는 치환기가 치환 또는 비치환된다. 구체적으로 스티릴아민, 스티릴디아민, 스티릴트리아민, 스티릴테트라아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 금속 착체로는 이리듐 착체, 백금 착체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 도펀트 재료로 380nm 내지 750nm에서 최대 발광파장을 갖는 도펀트 재료를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 415nm 내지 470nm에서 최대 발광파장을 갖는 도펀트를 포함할 수 있다.

상기 전자 수송층은 전자주입층으로부터 전자를 수취하여 발광층까지 전자를 수송하는 층으로 전자 수송 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq₃를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층은 종래기술에 따라 사용된 바와 같이 임의의 원하는 캐소드 물질과 함께 사용할 수 있다. 특히, 적절한 캐소드 물질의 예는 낮은 일함수를 가지고 알루미늄층 또는 실버층이 뒤따르는 통상적인 물질이다. 구체적으로 세슘, 바륨, 칼슘, 이테르븀 및 사마륨이고, 각 경우 알루미늄 층 또는 실버층이 뒤따른다.

상기 전자주입층은 전극으로부터 전자를 주입하는 층으로, 전자를 수송하는 능력을 갖고, 캐소드로부터의 전자주입 효과, 발광층 또는 발광 재료에 대하여 우수한 전자주입 효과를 가지며, 발광층에서 생성된 여기자의 정공 주입층에의 이동을 방지하고, 또한, 박막형성능력이 우수한 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 플루오레논, 안트라퀴노다이메탄, 다이페노퀴논, 티오피란 다이옥사이드, 옥사졸, 옥사다이아졸, 트리아졸, 이미다졸, 페릴렌테트라카복실산, 프레오레닐리덴 메탄, 안트론 등과 그들의 유도체, 금속 착체 화합물 및 함질소 5원환 유도체 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 금속 착체 화합물로서는 8-하이드록시퀴놀리나토 리튬, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)아연, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)구리, 비스(8-하이드록시퀴놀리나토)망간, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)클로로갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(o-크레졸라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(1-나프톨라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)(2-나프톨라토)갈륨 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 정공저지층은 정공의 캐소드 도달을 저지하는 층으로, 일반적으로 정공주입층과 동일한 조건으로 형성될 수 있다. 구체적으로 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP, 알루미늄 착물 (aluminum complex) 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 명세서에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 재료에 따라 전면 발광형, 후면 발광형 또는 양면 발광형일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 유기 발광 소자 외에도 유기 태양 전지 또는 유기 트랜지스터에 포함될 수 있다.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

< 제조예 >

< 제조예 1>

중간체 1a 7g(20.10mmol, 1eq), 중간체 2a 10.38g(22.11mmol, 1.1eq), K₂CO₃ 8.3g(60.06mmol, 3eq), Pd(PPh₃)₄ (테트라키스 트라이페닐포스핀 팔라듐) 0.93g(0.80mmol, 0.04eq) 를 500mL 2구 둥근바닥플라스크에 넣고 질소를 충전(charge)하였다. THF (테트라하이드로퓨란) 200mL와 H₂O 45mL를 넣고 교반하며 80℃로 승온하여 밤새 반응시켰다. DCM/Hx (디클로로메탄/헥산)으로 컬럼한 뒤 EA(에틸 아세테이트)로 재결정하고 MeOH에 침전시켜 깨끗한 중간체 A를 얻었다.

중간체 A를 3g(4.33mmol, 2.2eq)과 Cs₂CO₃ 1.9g(5.83mmol, 3eq)를 100mL 둥근바닥 플라스크에 넣고 30mL의 DMSO (디메틸설폭사이드)를 넣어 70℃에서 교반(stirring)하며 활성화시켰다. 다이브로모헨산 0.3mL(1.95mmol, 1eq)를 적가(dropwise)하고 밤새 반응시켰다. 염화암모늄 수용액으로 반응을 종결시키고 클로로포름과 물을 넣어 수세한 뒤 유기층을 분리하여 MgSO₄로 물을 제거하였다. DCM/Hx로 컬럼하고 10mL의 디클로로메탄에 용해한 뒤 150mL의 디에틸에테르(diethyl ether)에 넣어 침전시켰다. 침전하여 생긴 고체를 필터하여 1.1g의 화합물 1을 얻었다.

상기 화합물 1의 MASS 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.

또한, 제조예 1에서 중간체 1a의 나프틸기를 다른 치환기로 조절하여 Ar1이 다른 화합물을 제조할 수 있다. 구체적으로 중간체 1a 대신 10-(디벤조[b,d]퓨란-3-일)안트라센-9-일보론산을 사용하면 Ar1이 디벤조퓨란인 화합물을 제조할 수 있다.

< 제조예 2>

중간체 3a 5g(10.65mmol, 1eq), 중간체 4a 4.97g(11.71mmol, 1.1eq), Pd(PPh₃)₄ 0.5g(0.43mmol, 0.04eq), K₂CO₃ 4.42g(31.98mmol, 3eq)을 500mL 2구 둥근바닥플라스크에 넣고 10분 간 진공 건조한 후 질소 충전하였다. 250mL의 THF와 20mL의 H₂O을 넣어 교반하며 80℃로 가열하면서 하루 동안 교반하였다. 물을 넣어 반응을 종결하고 EA와 water를 이용해 수세하여 유기층을 추출하였다. MgSO₄를 이용해 물을 제거하고 챠콜(charcoal)을 넣어 남은 Pd(팔라듐) 촉매를 흡착시켰다. celite/silica/MgSO₄ pad (셀라이트/실리카/황산마그네슘 패드)를 통과시키고 용매를 건조한 후 EA/Hx 컬럼을 통해 정제한 후 EA를 이용해 세척하여 중간체 B를 얻었다.

중간체 B 3g(3.90mmol, 2.0eq)을 DMSO 40mL에 용해하고 Cs₂CO₃ 2g(6.14mmol, 3.1eq)을 넣어 55℃에서 30분 간 가열하며 교반하였다. 다이브로모헥산 0.3mL(1.95mmol, 1eq)을 주입(injection)하여 55℃로 밤새 반응시켰다. 클로로포름/물로 수세하여 유기층을 추출한 후 MgSO₄로 물을 건조시켰다. 그 후 celite/silica/MgSO₄ pad를 통과시키고 건조한 후 DCM/Hx으로 컬럼하였다. 용매를 진공건조시키고 얻어진 물질을 10mL의 디클로로메탄에 용해한 뒤 150mL의 디에틸에테르에 넣어 침전하고 필터하여 화합물 2를 얻었다.

상기 화합물 2의 MASS 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.

상기 화합물 2의 NMR 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.

< 제조예 3>

제조예 2에서, 다이브로모헥산 대신 2-브로모에틸에테르를 사용한 것 제외하고는 제조예 2의 합성법과 동일하게 화합물 3을 제조하였다.

또한, 상기 제조예 2의 3a 및 다이브로모헥산 등의 치환기를 조절하거나, 유사한 방법으로, 본 발명의 L1을 만족하는 다양한 화합물을 제조할 수 있다.

< 실시예 >

실시예 1

화합물 A 화합물 B

화합물 C

ITO(indium tin oxide)가 500Å의 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 세제를 녹인 증류수에 넣고 초음파로 세척하였다. 이 때, 세제로는 피셔사(Fischer Co.) 제품을 사용하였으며, 증류수로는 밀리포어사(Millipore Co.) 제품의 필터(Filter)로 2차로 걸러진 증류수를 사용하였다. ITO를 30분간 세척한 후, 증류수로 2회 반복하여 초음파 세척을 10분간 진행하였다. 아세톤, 증류수, 이소프로필알콜 용제로 초음파 세척을 하여 건조시킨다.

이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 AI4083 (PEDOT:PSS)를 스핀 코팅하여 400Å 두께의 정공 주입층을 형성하고 핫플레이트에서 120 ℃, 15분 조건으로 열처리 하였다.

상기 정공 주입층 위에 상기 화합물 A를 유기용매 (톨루엔: Toluene)에 1%의 무게비로 녹인 조성물을 스핀 코팅하여 200Å 두께의 정공 수송층을 형성하고 N₂ 분위기 하에 핫플레이트에서 200 ℃, 30분 조건으로 코팅 조성물을 경화시켰다.

상기 정공 수송층 위에 상기 제조예 1에서 제조한 화합물 1과 상기 화합물 B를 94:6의 비율로 톨루엔에 0.5%의 무게비로 녹인 조성물을 스핀 코팅하여 200Å 두께의 발광층을 형성하고 N₂ 분위기 하에 핫플레이트에서 120 ℃, 10분 조건으로 코팅 조성물을 건조시켰다.

이후, 진공 증착기로 옮겨 상기 화합물 C (350Å), LiF (10 Å), Al (1000 Å)를 순차적으로 증착하여 소자를 제작하였다. 상기의 과정에서 전자 수송층의 재료인 화합물 C의 증착 속도는 1~2 Å/sec 를 유지하였고, 캐소드의 LiF는 0.1 Å/ sec, 알루미늄(Al)은 2 Å/sec의 증착 속도를 유지하였으며, 증착시 진공도는 2×10^-7 ~ 5×10^-8 torr를 유지하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 제조예 2에서 제조한 화합물 2를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 제조예 3에서 제조한 화합물 3을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 화합물 1 대신 하기 비교 화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 유기 발광 소자를 제조하였다.

[비교 화합물]

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 효율 및 수명을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	발광층 화합물		구동 전압 (V)	전류효율 (cd/A)	전력효율(lm/W)	T50(hr) at 20mA/cm2
실시예1	화합물 1	화합물 B	5.01	3.73	2.34	28
실시예2	화합물 2	화합물 B	4.94	3.57	2.26	25
실시예3	화합물 3	화합물 B	4.97	3.66	2.31	26
비교예1	비교 화합물	화합물 B	5.09	2.98	1.84	21

상기 표 1로부터, 본 명세서의 화합물을 사용한 실시예 1 내지 3이 비교예 1보다 효율 및 수명 특성이 우수함을 확인할 수 있다.

101: 기판
201: 애노드
301: 정공주입 및 수송층
501: 발광층
601: 전자수송층
701: 캐소드

Claims (12)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에 있어서,
   Ar1은 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
   L1은 Y1; X1-Y2-X2; X3-Y3-X4-Y4-X5; Y5-X6-Y6-X7-Y7; Y8-Z1-Y9; 또는 X8-Y10-Z2-Y11-X9이고,
   상기 X1 내지 X9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 O, 또는 SiR₁₀R₁₁이며,
   상기 R₁₀ 및 R₁₁은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
   상기 Y1 내지 Y11는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬렌기이며,
   상기 Z1 및 Z2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
   L2는 직접결합; 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며,
   n은 각각 0 내지 2의 정수이고, n이 2인 경우 L2는 서로 같거나 상이하며,
   R1는 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기이며,
   R2는 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
   l은 0 내지 8의 정수이고, l이 2 이상인 경우 R2는 서로 같거나 상이하며,
   a 및 b는 각각 1 또는 2이고, a 및 b가 2 인 경우, 괄호안의 연결기는 서로 같거나 상이하다.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
   [화학식 2]
   

   

   
   [화학식 3]
   

   

   
   [화학식 4]
   

   

   
   상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
   Ar1, L2, R1, R2, a, b, l, n, X1 내지 X5 및 Y1 내지 Y4는 화학식 1에서의 정의와 같고,
   Ar2는 화학식 1의 Ar1의 정의와 같으며,
   L3은 화학식 1의 L2의 정의와 같고,
   R3은 화학식 1의 R2의 정의와 같으며,
   R4는 화학식 1의 R1의 정의과 같고,
   o는 화학식 1의 n의 정의와 같으며,
   q는 화학식 1의 l의 정의와 같고,
   c 및 d는 화학식 1의 a의 정의와 같다.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 L1은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 화합물:
   

   

   
   상기 구조식에 있어서,
   m은 3 내지 12의 정수이며,
   n1 내지 n2 각각 1 내지 6의 정수이고,
   R12 내지 R15는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
   R21은 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이다.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 R1은 tert-부틸기 또는 헥실기인 것인 화합물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 Ar1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 나프틸기; 또는 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기인 것인 화합물.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 n은 0 또는 1이고, 상기 L2는 페닐렌기; 또는 나프틸렌기인 것인 화합물.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물의 분자량은 1000이상 3000이하인 것인 화합물.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택되는 것인 화합물:
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 코팅 조성물.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 코팅 조성물은 유기 발광 소자용인 코팅 조성물.
11. 제 1전극; 제 1전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및
    상기 제 1전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
    상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 9의 코팅 조성물을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 코팅 조성물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것인 유기 발광 소자.
    

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